El proceso de desarrollo. Modelos. Los cálculos de coste asociados con el desarrollo de software excesivamente elevados ä Los cálculos de coste asociados.

Presentación del tema: "El proceso de desarrollo. Modelos. Los cálculos de coste asociados con el desarrollo de software excesivamente elevados ä Los cálculos de coste asociados."— Transcripción de la presentación:

1 El proceso de desarrollo. Modelos

2 Los cálculos de coste asociados con el desarrollo de software excesivamente elevados ä Los cálculos de coste asociados con el desarrollo de software excesivamente elevados ä Insatisfactorio comportamiento y funcionalidad del software desarrollado  Motivación de los ingenieros a desarrollar nuevos modelos de desarrollo, incluyendo prototipos, síntesis de software, software reutilizable,…. Causas para el ESTUDIO de Modelos

3 Definir las actividades necesarias en el desarrollo de un Sistema de Información. ä Definir las actividades necesarias en el desarrollo de un Sistema de Información. ä Mantener una coherencia entre todos los proyectos de una misma organización. ä Introducir puntos de control para realizar revisiones y controles de calidad, toma de decisiones. Investigación de paradigmas o modelos de desarrollo. è Investigación de paradigmas o modelos de desarrollo. Necesidades de las organizaciones

4 “Marco de referencia que contiene los procesos, las actividades y las tareas involucradas en el desarrollo, la explotación y el mantenimiento de un producto de software, abarcando la vida del sistema desde la definición de los requisitos hasta la finalización de su uso.” Norma ISO 12207-1 Ciclo de vida del Software

5 CICLO DE VIDA: Conjunto de etapas que se han de llevar a cabo para crear, explotar y mantener un Sistema Informático. METODOS: Son las normativas que marcan las directrices que se han de seguir para llevar a cabo una tarea. Responde a la pregunta QUÉ. TECNICAS: Es un modo de representación para la solución de un problema concreto. Responde a la pregunta CÓMO. METODOLOGIA: Es un conjunto coherente de métodos y técnicas que cubren más de una etapa del ciclo de vida. HERRAMIENTAS: Proporcionan un soporte automático o semi-automático para el proceso y para los métodos. DEFINICIONES

6  Los paradigmas o modelos de desarrollo de Software son estrategias de desarrollo para organizar las diversas etapas y actividades del ciclo de vida del software.  Describe las transiciones entre las etapas, especificando qué actividades desarrollar en cada momento.  Selección de un modelo o paradigma específico dependiendo de la naturaleza del proyecto y/o aplicación, los métodos, las herramientas a utilizar, los controles y entregas que se requieren. Paradigmas o Modelos de desarrollo

7 El trabajo asociado a la ingeniería del Software puede dividirse en tres fases fundamentales, independientemente del área de aplicación: FASE DE DEFINICIÓN FASE DE DEFINICIÓN FASE DE DESARROLLO FASE DE DESARROLLO FASE DE MANTENIMIENTO FASE DE MANTENIMIENTO Paradigmas o Modelos de desarrollo

8 Qué información que ha de ser procesada,  Qué información que ha de ser procesada,  Qué función y rendimiento se desea  Qué comportamiento del sistema  Qué interfaces van a ser establecidas  Qué restricciones de diseño existen  Qué criterios de validación se necesitan para definir Dependiendo del paradigma o modelo se definen un conjunto específico de actividades, pero las tareas principales serán: ingeniería de sistema o de información, planificación del proyecto del software, y análisis de los requisitos Dependiendo del paradigma o modelo se definen un conjunto específico de actividades, pero las tareas principales serán: ingeniería de sistema o de información, planificación del proyecto del software, y análisis de los requisitos Paradigmas o Mod. de desarrollo: Fase de definición

9 Cómo han de diseñarse las estructuras de datos,  Cómo han de diseñarse las estructuras de datos,  Cómo ha de implementarse la función como una arquitectura del software  Cómo han de caracterizarse las interfaces  Cómo ha de traducirse el diseño en un lenguaje de programación  Cómo ha de realizarse la prueba Las tareas principales serán: diseño del software, generación de código y prueba del software Paradigmas o Mod. de desarrollo: Fase de desarrollo

10 Fase centrada en el cambio que va asociado a la corrección de errores, a las adaptaciones requeridas a medida que evoluciona el entorno del software, y a cambios producidos por los requisitos cambiantes del software. Cuatro tipos de cambio: Corrección, Adaptación (Cambio de sistema Operativo, reglas de la empresa,etc.), Mejora, Prevención (reingeniería) Actividades a realizar: Gestión de riesgos, revisiones técnicas formales, mediciones, garantia de calidad del software, seguimiento y gestion del proyecto de software, gestión de reutilizació…. Paradigmas o Mod. de desarrollo: Fase de Mantenimiento

11 Desglosando las fases anteriores, obtendríamos las principales fases o etapas del ciclo de vida del software  Identificación del sistema y definición de requerimientos  Análisis  Diseño  Desarrollo e implementación  Integración y prueba del software  Documentación  Entrenamiento y uso  Mantenimiento del software Paradigmas o Modelos de desarrollo

12 Principales Modelos: ~ Ciclo de vida en cascada o modelo tradicional (WaterFall) ~ Prototipado ~ Modelo o ciclo de vida en espiral ~ Programación Exploratoria ~ Transformaciones formales ~ Modelos de desarrollo orientados a objetos Paradigmas o Modelos de desarrollo

13 Propuesto por Royce en 1970, popularizado por Boehm en 1981 Propuesto por Royce en 1970, popularizado por Boehm en 1981 Finalidad: Establecer orden en el desarrollo de grandes productos de software Finalidad: Establecer orden en el desarrollo de grandes productos de software Diferentes etapas, las cuales son procesadas de un modo lineal Diferentes etapas, las cuales son procesadas de un modo lineal Base de muchos otros modelos, levemente mejorada y retocada a lo largo del tiempo. Base de muchos otros modelos, levemente mejorada y retocada a lo largo del tiempo. Aún en nuestros días sigue siendo muy utilizado. Aún en nuestros días sigue siendo muy utilizado. Paradigmas o Modelos de desarrollo: Ciclo de vida en cascada o mod. tradicional

14 Anima a especificar lo que el sistema ha de hacer (definición de requerimientos) antes de la construcción del sistema Anima a especificar lo que el sistema ha de hacer (definición de requerimientos) antes de la construcción del sistema Planea los componentes que van a interaccionar Planea los componentes que van a interaccionar Gestiona el encuentro de errores Gestiona el encuentro de errores Genera un conjunto de documentos para más tarde ser utilizados y permitir un buen testeo y mantenimiento del sistema Genera un conjunto de documentos para más tarde ser utilizados y permitir un buen testeo y mantenimiento del sistema Reducir los costes de desarrollo y mantenimiento Reducir los costes de desarrollo y mantenimiento Referente a las tareas a realizar: Organización estructurada Referente a las tareas a realizar: Organización estructurada Paradigmas o Modelos de desarrollo: Ciclo de vida en cascada o mod. tradicional

15 1. Definición de requerimientos Estudio detallado de la situación actual del problema a tratar, definición de los requerimientos que debe cumplir el nuevo sistema 2. Análisis y diseño del sistema 2. Análisis y diseño del sistema Descomposición modular de toda la aplicación, descripción detallada de cada uno de los módulos y sus inter-relaciones, todo ello para poder facilitar al máximo la fase de codificación 3. Implementación (codificación) 3. Implementación (codificación) Cada módulo como resultado de la fase anterior es traducido a la herramienta o lenguaje apropiado. Cada módulo como resultado de la fase anterior es traducido a la herramienta o lenguaje apropiado. Ciclo de vida en cascada: Etapas (1/2)

16 4. Integración y pruebas Verificación del correcto funcionamiento de cada módulo y todo el sistema una vez ha sido integrado, detectar errores en la codificación, definiciones de requerimientos y de diseño 5. Explotación y mantenimiento Garantizar el mantenimiento del sistema, corrección de errores detectados en esta fase, adaptación del sistema a nuevos entornos. ¿Cuál es la etapa que absorbe la mayoría de tiempo? La fase de explotación y mantenimiento, y es un coste adicional para el cliente Ciclo de vida en cascada: Etapas (2/2)

17 El establecimiento explícito de todos los requisitos del sistema al principio del desarrollo.  El establecimiento explícito de todos los requisitos del sistema al principio del desarrollo.  Poca flexibilidad para cambios en el sistema. No muestra interactividad entre fases  Nada hecho hasta el final. La validación de los requisitos iniciales no realizada hasta el final  La implementación del sistema de un modo ascendente implica primero las pruebas modulares, después la de los subsistemas, y finalmente la del sistema completo. Los problemas graves suelen encontrarse en la interficie entre subsistemas Ciclo de vida en cascada: CRITICA

18 Objetivos principales de cada una de las fases: 1. Estudio del sistema actual y viabilidad del nuevo sistema Identificación de usuarios envueltos, estudio de su puesto de trabajo, deficiencias actuales, sugerencias de cara al futuro. Establecer los objetivos del nuevo sistema. Determinar la viabilidad proponiendo diversas soluciones. Planificación de desarrollo. 5% o 10 % del tiempo total del desarrollo. 2. Análisis Especificación estructurada utilizando diferentes técnicas de diagramas para modelar el sistema nuevo Ciclo de vida en cascada: MEJORAS Ciclo de Vida Estructurado (1/3)

19 3. Diseño Establecer un conjunto de módulos e interficies entre ellos, desglosando la especificación obtenida en la fase de análisis, facilitando la tarea de codificación, transformación de los modelos lógicos de datos a físicos 4. Implementación Programación estructurada descendente e integración de los módulos Programación estructurada descendente e integración de los módulos Ciclo de vida en cascada: MEJORAS Ciclo de Vida Estructurado (2/3)

20 5. Generación de pruebas de aceptación Especificación de un conjunto de pruebas 6. Garantía de calidad. 7. Descripción de los procedimientos Toda la documentación necesaria para describir tanto los procesos como el producto resultante 8. Instalación e implantación del nuevo sistema al entorno Principal característica del modelo: la implantación del sistema descendente. Abstracción de sistema, de los subsistemas y finalmente de los módulos Ciclo de vida en cascada: MEJORAS Ciclo de Vida Estructurado (3/3)

21 Documentación Definición de requerimientos Análisis y Diseño del sistema Implementación Integración y Pruebas Explotación y Mantenimiento Ciclo de vida en cascada o mod. tradicional

22 Utilizados principalmente en el desarrollo de sistemas donde existe un pobre conocimiento de los requerimientos de un sistema o la rápida evolución de los mismos a través del tiempo. Captura de requerimientos  “diseño rápido” Captura de requerimientos  “diseño rápido” El diseño rápido se centra en una representación de aquellos aspectos del software que serán visibles al usuario. El prototipo es evaluado por el cliente y el usuario y utilizado para refinar los requerimientos del software a ser desarrollado. El diseño rápido se centra en una representación de aquellos aspectos del software que serán visibles al usuario. El prototipo es evaluado por el cliente y el usuario y utilizado para refinar los requerimientos del software a ser desarrollado. Paradigmas o Modelos de desarrollo: Prototipado

23 1. Preliminar análisis y especificación de los requerimientos de usuario. 2. Diseño e implementación de un prototipo Enfasis en la interficie de usuario, equipo pequeño para minimizar los costes de comunicación. Utilización de herramientas de ayuda al desarrollo. 3. Ejercicio del prototipo 4. Refinamiento iterativo del prototipo 5. Refinamiento de los requerimientos 6. Diseño e implementación de un sistema. A partir de la fase 6 se sigue con el estándar del ciclo de vida. A partir de la fase 6 se sigue con el estándar del ciclo de vida. Prototipado : FASES

24 Prototipado

25 Prototipado: CRITICAS El diseño rápido indica muchas de las veces el utilizar fragmentos de programas ya existentes y herramientas que faciliten la rápida generación de programas.   No se tiene en cuenta la calidad del software, ni su mantenimiento.  Ineficiencia de los programas, utilización de recursos, utilización de lenguajes inadecuados

26 Prototipado: ¿Para QUE nos puede ser útil? T Cuando el cliente no sabe o no quiere revisar modelos abstractos de datos (DER o DFD) para la validación de los resultados que se van obteniendo. T “No sé lo que quiero, pero lo reconoceré en cuanto lo vea” T Sistemas on-line donde la importancia reside más en la interficie de usuario que en los procesos.

27 Descrito por Boehm, mejores características de los dos modelos anteiromente expuestos Descrito por Boehm, mejores características de los dos modelos anteiromente expuestos Incorpora el factor “riego del proyecto” al modelo de ciclo de vida Incorpora el factor “riego del proyecto” al modelo de ciclo de vida Se produce una cadena continua de productos, los cuales están disponibles para la examinación y evaluación por parte del cliente Se produce una cadena continua de productos, los cuales están disponibles para la examinación y evaluación por parte del cliente Provee mecanismos para la aseguración de la calidad del software Provee mecanismos para la aseguración de la calidad del software La reevaluación después de cada fase permite cambios en las percepciones de los usuarios, avances tecnológicos o perspectivas financieras La reevaluación después de cada fase permite cambios en las percepciones de los usuarios, avances tecnológicos o perspectivas financieras Paradigmas o Modelos de desarrollo: Modelo o ciclo de vida en espiral

28 Planificación Determinación de objetivos, alternativas, restricciones, y elaboración del plan de desarrollo para el ciclo actual. Determinación de objetivos, alternativas, restricciones, y elaboración del plan de desarrollo para el ciclo actual. Análisis de riesgos Análisis de riesgos Evaluación de las alternativas, identificación y resolución de riesgos. Se decide si se sigue o no con el proyecto Ingeniería Ingeniería Desarrollo del producto siguiendo un modelo: del ciclo de vida o cascada, prototipo, etc... Evaluación por el cliente Evaluación por el cliente Valoración de resultados Modelo o ciclo de vida en espiral: CUADRANTES

29 Modelo o ciclo de vida en espiral

30 Modelo o ciclo de vida en espiral: Puntos Fuertes  Evita las dificultades de los modelos existentes a través de un acercamiento conducido por el riesgo.  Intenta eliminar errores en las fases tempranas.  Es el mismo modelo para el desarrollo y el mantenimiento.  Provee mecanismos para la aseguración de la calidad del software.  Trabaja bien en proyectos complejos, dinámicos e innovadores.  La reevaluación después de cada fase permite cambios en las percepciones de los usuarios, avances tecnológicos o perspectivas financieras.  La focalización en los objetivos y limitaciones ayuda a asegurar la calidad.

31 Modelo o ciclo de vida en espiral: Puntos Débiles Falta un proceso de guía explícito para determinar objetivos, limitaciones y alternativas  Falta un proceso de guía explícito para determinar objetivos, limitaciones y alternativas  Provee más flexibilidad que la conveniente para la mayoría de las aplicaciones  La pericia de tasación del riesgo no es una tarea fácil. El autor declara que es necesaria mucha experiencia en proyectos de software para realizar esta tarea exitosamente

32 Modelo o ciclo de vida en espiral: Dominios Dominio de aplicación  Proyectos complejos, dinámicos, innovadores, ambiciosos, llevados a cabo por equipos internos (no necesariamente de software). Dominios de aplicación inapropiados  Dominio de probemas fáciles: si el domino del problema está bien entendido y no hay mayores riesgos, es difícil y consume tiempo buscar riesgos donde no los hay.

33 Basado en el desarrollo de una implementación inicial, exponiéndola a la opinión del usuario y luego refinándola a través de muchas etapas hasta obtener un sistema adecuado. Basado en el desarrollo de una implementación inicial, exponiéndola a la opinión del usuario y luego refinándola a través de muchas etapas hasta obtener un sistema adecuado. Sistemas en los que es difícil (o imposible) establecer una detallada especificación. (ejemplo: Inteligencia Artificial) Sistemas en los que es difícil (o imposible) establecer una detallada especificación. (ejemplo: Inteligencia Artificial) Forma de validación no medible, convirtiéndose en una apreciación subjetiva por parte del cliente. No puede ser utilizado en el desarrollo de grandes sistemas. Forma de validación no medible, convirtiéndose en una apreciación subjetiva por parte del cliente. No puede ser utilizado en el desarrollo de grandes sistemas. Paradigmas o Modelos de desarrollo: Programación Exploratoria

34 Paradigmas o Modelos de desarrollo: Programación Exploratoria

35 Definición formal de los requerimientos del sistema (matemáticamente), ir desarrollando metódicamente hasta llegar al sistema definitivo Se puede demostrar la validación de los requerimientos, (ojo!!: No los requerimientos del cliente) Se puede demostrar la validación de los requerimientos, (ojo!!: No los requerimientos del cliente) Ejemplo de aplicación: desarrollo de nuevos Sistemas Operativos, dispositivos médicos, desarrollo de aviónica, etc... Ejemplo de aplicación: desarrollo de nuevos Sistemas Operativos, dispositivos médicos, desarrollo de aviónica, etc... La ambigüedad, lo incompleto y la inconsistencia se descubren y corrigen más fácilmente, mediante la aplicación del análisis matemático Paradigmas o Modelos de desarrollo: Transformaciones Formales

36 El paradigma orientado a objetos ha sufrido una evolución similar al paradigma de programación estructurada: primero se empezaron a utilizar los lenguajes de programación estructurados, que permiten la descomposición modular de los programas; esto condujo a la adopción de técnicas de diseño estructuradas y de ahí se paso al análisis estructurado. El paradigma orientado a objetos ha seguido el mismo camino: el uso de la Programación Orientada a Objetos (POO) ha modificado las técnicas de diseño para adaptarlas a los nuevos lenguajes y ahora se están empezando a utilizar técnicas de análisis basadas en este nueva forma de desarrollar software. Paradigmas o Modelos de desarrollo: Orientación a objetos

37 T La cultura implícita en los modelos usuales de ciclo de vida está basada en el “proyecto” ( y “Beneficios”), mientras que en el desarrollo orientado a objetos está basada en el “producto” (e “inversión”). T Términos más importantes en la orientación a objetos: Reusabilidad: Los nuevos Sistemas OO pueden ser creados utilizando otros sistemas OO ya existentes Extensibilidad: Los nuevos sistemas OO son fácilmente ampliables, sin tener que retocar los módulos empleados en su construcción Paradigmas o Modelos de desarrollo: Orientación a objetos

38  Basados en el Dominio del Problema: Representar el sistema en términos del mundo real, favoreciendo la reutilización, al ser un sistema próximo a la realidad es más estable frente a cambios T El término dominio del problema o dominio de aplicación es uno de los más usados en el paradigma orientado a objetos. Se refiere al campo de aplicación del sistema, es decir, a qué es el sistema, entendido desde su propio campo de aplicación, más que a su descripción en términos de una implementación en ordenador. T No tiene sentido empezar a escribir los requisitos funcionales de un sistema de control de tráfico aéreo, y menos aún diseñarlo o programarlo sin estudiar primero qué es el tráfico aéreo o qué se espera de un sistema de control de este tipo. La ventaja del AOO es que se basa en la utilización de objetos como abstracciones del mundo real. Esto nos permite centrarnos en los aspectos significativos del dominio del problema (en las características de los objetos y las relaciones que se establecen entre ellos) y este conocimiento se convierte en la parte fundamental del análisis del sistema software, que será luego utilizado en el diseño y la implementación. Paradigmas o Modelos de desarrollo: Orientación a objetos

39 Las características principales del enfoque orientado a objetos son, en primer lugar: Identidad. Los datos se organizan en entidades discretas y distinguibles llamadas objetos. Estos objetos pueden ser concretos o abstractos, pero cada objeto tiene su propia identidad. Dicho de otra forma: dos objetos son distintos incluso aún en el caso de que los valores de todos sus atributos (p. ej. nombre y tamaño) coincidan. Dos manzanas pueden ser totalmente idénticas pero no por eso pierden su identidad: nos podemos comer una u otra. Paradigmas o Modelos de desarrollo: Orientación a objetos

40 Clasificación. Los objetos que tengan los mismos atributos y comportamiento se agrupan en clases. Todas las manzanas tienen una serie de atributos comunes: tamaño, peso, grado de maduración, y un comportamiento común: podemos coger una manzana, moverla o comerla. Los valores de los atributos podrán ser distintos para cada una de ellas, pero todas comparten los mismos atributos y comportamiento (las operaciones que se pueden realizar sobre ellas). Una clase es una abstracción que describe propiedades (atributos y comportamiento) relevantes para una aplicación determinada, ignorando el resto. La elección de clases es arbitraria, y depende del dominio del problema. Paradigmas o Modelos de desarrollo: Orientación a objetos

41 Polimorfismo. El polimorfismo permite que una misma operación pueda llevarse a cabo de forma diferente en clases diferentes. Por ejemplo, la operación mover, es distinta para una pieza de ajedrez que para una ficha de parchís, pero ambos objetos pueden ser movidos. Una operación es una acción o transformación que realiza o padece un objeto. La implementación específica de una operación determinada en una clase determinada se denomina método. (Según lo dicho, una operación es una abstracción de un comportamiento similar (pero no idéntico) en diferentes clases de objetos. La semántica de la operación debe ser la misma para todas las clases. Sin embargo, cada método concreto seguirá unos pasos procedimentales específicos.) Paradigmas o Modelos de desarrollo: Orientación a objetos

42 Herencia. El concepto de herencia se refiere a la compartición de atributos y operaciones basada en una relación jerárquica entre varias clases. Una clase puede definirse de forma general y luego refinarse en sucesivas subclases. Cada clase hereda todas las propiedades (atributos y operaciones) de su superclase y añade sus propiedades particulares. La posibilidad de agrupar las propiedades comunes de una serie de clases en una superclase y heredar estas propiedades en cada una de las subclases es lo que permite reducir la repetición de código en el paradigma OO y es una de sus principales ventajas. Paradigmas o Modelos de desarrollo: Orientación a objetos

43 Modelo de agrupamiento (Cluster) Modelo Fuente ( el más conocido) Modelo Remolino Modelo Pinball Paradigmas o Modelos de desarrollo: Orientación a objetos

44 Ingeniería Inversa y Reingenieria La ingeniería inversa consiste en analizar un programa en un esfuerzo de representarlo en un mayor nivel de abstracción que el código fuente, de forma que se extraiga información del diseño de datos, de la arquitectura y del detalle procedimental del mismo, para poder entenderlo. La Reingeniería no sólo recupera información sobre el diseño de un programa existente sino que utiliza esta información para reestructurar o reconstruir el programa existente, con vistas a adaptarlo a un cambio, a ampliarlo o a mejorar su calidad general, con el objetivo de conseguir una mayor facilidad de mantenimiento en un futuro, es decir, para un mantenimiento preventivo

45  Sommerville. “Software Engineering”, 5th edition, Addison-Wesley, 1996.  G.Booch.“Object-Oriented Analysis and Design with Applications”. Benjamin Cummings, 1993.  P.Coad, E. Yourdon. “Object-Oriented Analysis”. Prentice-Hall, 1991  K.W.Derr. “Applying OMT”. SIGS Books,1995  Rational Software Corporation, “UML. Unified Modeling Language.”, 1997. Http://www.rational.com  “Summary of Software Lifecycle Models”, Wenhua Michael Wu, student of Master of Science specialized in Software Engineering Program – University of Calgary. Bibliografía

46 ACM (Asociation for Computing Machinery) Organización científica y educacional, internacional, dedicada a los avances en ciencias y aplicaciones de tecnología de la información. http://www.acm.org SEI (Software Engineering Institute) Centro de investigación y desarrollo soportado por el departamento de defensa de los EEUU (localizado en Carnegie-Mellon University) http://www.sei.cmu.edu IEEE http://www.computer.org SEL (Software Engineering Laboratory of NASA) http://sel.gsfc.nasa.gov Importantes Direcciones