Ingeniería de Software 

Agustín J. GonzálezElO329: Diseño y Programación Orientados a 

ObjetoTomado de: http://www.dsic.upv.es/~uml  http://inst.eecs.berkeley.edu/~cs169/ 

entre otras fuentes.

   

Definición

(1993) La aplicación mecanismos sistemáticos, disciplinados, y cuantificables para el desarrollo, operación y mantención de software; esto es la aplicación de la ingeniería al software. 

Establecimiento y uso de principios con caracteres de ingeniería apropiados para obtener, eficientemente, software confiable, que opere eficaz y eficientemente en máquinas reales

La aplicación del arte del desarrollo software junto con las ciencias matemáticas y computadores para diseñar, construir, y mantener programas computacionales eficientes y económicos que logran sus objetivos.

   

Estado del arte en Ing. De Software

¿Es una ciencia rigurosa con fuertes fundamentos matemáticos?

¿Es una campo técnico bien desarrollado con mucho de disciplina de ingeniería?

O está realmente en un estado primitivo... A lo más una serie de “mejores prácticas”, desarrolladores de 

software construyen software y si éstos funcionan entonces nosotros estudiamos como ellos lo hicieron.

Si éstos funcionan por un largo tiempo entonces estudiamos sus procesos de software aún más cuidadosamente.

   

Construcción de una casa para “fido” 

Puede hacerlo una sola personaRequiere:

Modelado mínimoProceso simpleHerramientas simples

   

Construcción de una casa

Construida eficientemente y en un tiempo razonable por un equipoRequiere:

ModeladoProceso bien definidoHerramientas más sofisticadas

   

Construcción de un rascacielos

   

Herramientas(Ej: Rational Rose)

Proceso (MetodologíasEj: ITIL, Extreme Programming, RUP: Rational Unified Process)

Notación (UML)

Claves en Desarrollo de SI

Calidad: Ej: CMM

   

Sistema Computacional

Proceso de Negocios

Orden

Item

envío

“El modelado captura laspartes esenciales del sistema”

       

Abstracción ­ Modelado Visual (MV) 

   

Interfaz de Usuario(Visual Basic,

Java, ..) Lógica del Negocio(C++, Java, ..)

Servidor de BDs(C++ & SQL, ..)

Múltiples Sistemas

Componentes Reutilizados

Manejar la complejidad

“Modelar el sistema independientemente del lenguaje de implementación”

Promover la Reutilización

 Notación (Visual) ­ Beneficios

   

¿Por qué la Orientación a Objetos?

Proximidad de los conceptos de modelado respecto de las entidades del mundo real Mejora la captura y validación de requisitos Acerca el “espacio del problema” y el “espacio de la solución” 

Modelado integrado de propiedades estáticas y dinámicas del ámbito del problema Facilita construcción, mantenimiento y reutilización

Podríamos dar muchas razones pero hay problemas..

   

“...Los conceptos básicos de la OO se conocen desde hace dos décadas, pero su aceptación todavía no está tan extendida como los beneficios que esta tecnología puede sugerir”

Problemas en OO

   

… Problemas en OO

Un objeto contiene datos y operaciones que operan sobre los datos, pero ...

Podemos distinguir dos tipos de objetos degenerados: Un objeto sin datos (que sería lo mismo que una biblioteca de funciones) Un objeto sin “operaciones”, con sólo operaciones del tipo crear, recuperar, 

actualizar y borrar (que se correspondería con las estructuras de datos tradicionales)

Un sistema construido con objetos degenerados no es un sistema verdaderamente orientado a objetos

   

Proceso de Desarrollo de SW

   

El proceso de desarrollo “Completo” 

Se da en un contexto y dependiendo el texto o investigador destaca más o menos etapas.

El más completo que he visto incluye:

Al desarrollo es a lo que normalmente se la da más énfasis en la literatura.

Sueño LanzamientoInvestigación Desarrollo Soporte

Tiempo

   

Requisitos nuevos

o modificados

Sistema nuevo

o modificadoProceso de Desarrollo 

de Software

¿Qué es un Proceso de Desarrollo de SW? 

Define Quién debe hacer Qué, Cuándo y Cómo debe hacerlo

No existe un proceso de software universal. Las características de cada proyecto (equipo de desarrollo, recursos, etc.) exigen que el proceso sea configurable

Sueño LanzamientoInvestigación Desarrollo Soporte

Tiempo

   

Áreas cubiertas por la Ing. de Solftware

La Ingeniería del Software estudia todos los aspectos involucrados en el desarrollo de software, entre los cuales se encuentran:

● Etapas de un Proyecto de software

● Paradigmas / enfoques para enfrentar el desarrollo del proyecto de software (Cascada, Interativo incremental)

● Tiempo y Costos

● Aspectos tecnológicos

● Gestión de Proyectos

   

Etapas de un proyecto de SoftwareEtapas / Hitos escenciales rqueridos en un proyecto de desarrollo de software:

● Oportunidad de Negocio (Hito)● Levantamiento Incial de Requerimientos (Dominio del problema)

• Entendimiento inicial de la problemática a resolver• Reuniones con Cliente • Especificación inicial de requerimientos

● Confección de Propuesta• Estimación de esfuerzos y planificación del proyecto. Uso de técnicas 

(COCOMO) y estadisticas de proyectos similares al que se dessarrollará, entrevistas a personas con experiencia en proyectos similares al que se desarrollará

• Definición del alcance del proyecto• Costos 

● Análisis OO (Dominio del problema)• Casos de Uso             – análisis dinámico• Modelos Conceptuales – análisis estático• Diseño preliminar de interfaces (web, GUI, comandos, voz)

   

Etapas de un proyecto de Software (cont)● Arquitectura (Dominio de la Solución)

• Especificación de la tecnología a utilizar (J2EE, .NET)• Especificación de Patrones de Diseño

● Diseño (Dominio de la Solución)• Diseño de Interfaces (web, gui, comandos, voz)• Realización de diagramas de secuencia• Realización de diagramas de clases

● Construcción / Codificación • Entendimiento real del diseño ( solución) a programar• Programación eficiente y optima del código fuente• Comentar en forma entendible y razonable el código fuente• Construcción de programa de “TEST”• Prueba unitaria del desarrollador mediante un programa de “TEST”

● Pruebas Unitarias• Realización de plan de pruebas

● Pruebas IntegradasRealización de plan de pruebas

   

Etapas de un proyecto de Software (cont)

● Capacitación a Usuarios• Confección de Manuales de Usuario• Reuniones con usuario final

● Puesta en Producción • Confección de plan de puesta en producción

● Marcha Blanca

● Garantía• Resolución de Incidencias

   

Planificar y Evaluar Proyectos ...

¿Podré cumplir con los plazos? ¿Estaré dentro de lo presupuestado? ¿El “cliente” quedará satisfecho?

Las Metodologías pueden ser la ayuda que necesitamos, si podemos usarlas correctamente !!

   

Procesos, Metodologías

   

¿Qué es una Metodología ...

Las metodologías imponen un proceso disciplinado sobre el desarrollo de software con el fin de hacerlo más 

predecible y eficiente.

   

Las ágiles más conocidas ...

XP (Programación Extrema) La familia Cristal de Cockburn Código Abierto ASD (Desarrollo de Software Adaptable) SCRUM FFD (Desarrollo Manejado por Rasgos) DSDM (Método de desarrollo de sistema dinámico) RUP (Rational Unified Process)

Yo no conozco todas, pero vale la pena conocer al menos una. Aquellas en rojo son la más populares.

   

Metodologías en área TI

Más detalles aquí.

   

Apostando por RUP ... 

   

Desarrollo de software: Características de RUP ...

Guiado y Manejado por Casos de Uso

Centrado en la Arquitectura

Iterativo e Incremental

Desarrollo Basado en Componentes

Utilización de UML

Proceso Integrado

   

Principales metodologías en el tiempo

Tiempo

Modelo Tradicional de Cascada

Tiempo

Definición de Requerimientos

Análisis & Diseño

Implementación y Test Unitarios

Construcción/Pruebas

t

t

Iteración 1 Iteración 2 Iteración 3

P

C

A&D

R

P

C

A&D

R

P

C

A&D

RModelo Iterativo

Incremental

Integración ytest del sistema

Operación y mantención

    TiempoTiempo

Esfu

erzo

 Nec

esar

io p

or A

ctiv

idad

Esfu

erzo

 Nec

esar

io p

or A

ctiv

idad

TransiciónTransiciónElaboraciónElaboración ConstrucciónConstrucciónConcepciónConcepción

Iteración Preliminar . . . .. . . .Iteración1

Iteración2

. . . .. . . . Iteraciónn

Iteraciónn+1

RUP Define Fases de Desarrollo ...

Análisis & Diseño

Construcción

Pruebas

Distribución

Requerimientos

Áreas de trabajo (Workflow)

A & D

C

P

D

R

A & D

C

P

D

R

A & D

C

P

D

R

A & D

C

P

D

R

   

ConcepciónConcepción ElaboraciónElaboración ConstrucciónConstrucción TransiciónTransición

Compromiso de recursos para fase elaboración

HitoObjetivos,

visión

HitoArquitectura

HitoCapacidad

Operacional

Aceptación del cliente

LiberaciónProducto

Tiempo

Importancia de los Hitos en RUP ...

   

Mejores Prácticas de RUP ...

Controle los Cambios

Administre los Administre los RequerimientosRequerimientos

Use Arquitectura Use Arquitectura de Componentesde Componentes

Modele Modele VisualmenteVisualmente Verifique CalidadVerifique Calidad

Desarrolle Iterativamente

   

Un Ejemplo: Comparar con V­Model (Motorola)

   

• Pruebas funcionales• Pruebas de desempeño• Gestión de requisitos• Gestión de cambios y 

configuración• Ingeniería de Negocio• Ingeniería de datos• Diseño de interfaces

Rational Unified Process1998

Rational  Objectory Process1996­1997

Objectory Process1987­1995

Enfoque Ericsson

UML

Rational Unified Process (RUP) 

   

Otra visión similar con más Actividades

   

Otra visión similar con más ActividadesDisciplinas o áreas de trabajo

Modelado del Negocio

Requisitos

Análisis y Diseño

Implementación

Pruebas

Despliegue, distribución

Entorno

Gestión de configuración y cambios

Gestión del proyecto

Primarios

De Apoyo

   

Deployment Set

Project Management Set

Configuration & Change Management Set

Environment Set

Business Modeling Set

Requirements Set

Analysis & Design Set

Implementation Set

Test Set

... Elementos en RUP 

Artefactos  Es el Resultado parcial o final que es producido y usado durante el 

proyecto. Son las entradas y salidas de las actividades Un artefacto puede ser un documento, un modelo o un elemento de 

modelo Conjuntos de Artefactos

   

Características Esenciales de RUP 

Proceso Dirigido por los Casos de Uso Proceso Iterativo e Incremental Proceso Centrado en la Arquitectura

   

RequisitosCapturar, definir y 

validar los casos de uso

Realizar los casos de uso

Verificar que se satisfacen los casos de 

uso

Análisis & Diseño

Implementación

Pruebas

Casos de Usointegran el

trabajo

Proceso dirigido por los Casos de Uso

   

Caso de Uso Realización de Análisis Realización de Diseño

Caso de Prueba

X

«trace» «trace»

«trace»«trace»

Pruebas Funcionales

PruebasUnitarias

[The Unified Software Development Process. I. Jacobson, G. Booch and J. Rumbaugh. Addison­Wesley, 1999] 

... Proceso dirigido por los Casos de Uso

   

... Proceso dirigido por los Casos de Uso

   

El ciclo de vida iterativo se basa en la evolución de prototipos ejecutables que se muestran a los usuarios y clientes

En el ciclo de vida iterativo en cada iteración se reproduce el ciclo de vida en cascada a menor escala

Los objetivos de una iteración se establecen en función de la evaluación de las iteraciones precedentes

Proceso Iterativo e Incremental

   

Análisis

Diseño

Codific.Pruebas e

Integraciónn veces

... Proceso Iterativo e Incremental

Las actividades se encadenan en una mini­cascada con un alcance limitado por los objetivos de la iteración

   

... Proceso Iterativo e Incremental

Cada iteración comprende: Planificar la iteración (estudio de riesgos) Análisis de los Casos de Uso y escenarios Diseño de opciones arquitectónicas Codificación y pruebas. La integración del nuevo código con el 

hecho en iteraciones anteriores se hace gradualmente durante la construcción

Evaluación de la entrega de ejecutable (evaluación del prototipo en función de las pruebas y de los criterios definidos)

Preparación de la entrega (documentación e instalación del prototipo)

   

EnfoqueCascada

EnfoqueIterativo eIncremental

Proceso Iterativo e Incremental

   

Grado de Finalización de Artefactos

... Proceso Iterativo e Incremental

   

Proceso Centrado en la Arquitectura 

La arquitectura de un sistema es la organización o estructura de sus partes más relevantes

Un arquitectura ejecutable es una implementación parcial del sistema, construida para demostrar algunas funciones y propiedades

RUP establece refinamientos sucesivos de una arquitectura ejecutable, construida como un prototipo evolutivo

Architecture

Inception Elaboration Construction Transition

   

Fases del Ciclo de Vida

El ciclo de vida consiste en una serie de ciclos, cada uno de los cuales produce una nueva versión del producto

Cada ciclo está compuesto por fases y cada una de estas fases está compuesta por un número de iteraciones

Las fases son: Inicio o Estudio de oportunidad Elaboración Construcción Transición 

   

...Fases del Ciclo de Vida

Inicio o Estudio de oportunidad (inception) Define el ámbito y objetivos del proyecto Se define la funcionalidad y capacidades del producto

Elaboración Tanto la funcionalidad como el dominio del problema 

se estudian en profundidad Se define una arquitectura básica Se planifica el proyecto considerando recursos 

disponibles

   

...Fases del Ciclo de Vida

Construcción El producto se desarrolla a través de iteraciones donde cada 

iteración involucra tareas de análisis, diseño e implementación Las fases de estudio y análisis sólo dieron una arquitectura 

básica que es aquí refinada de manera incremental conforme se construye (se permiten cambios en la estructura)

Gran parte del trabajo es programación y pruebas Se documenta tanto el sistema construido como el manejo del 

mismo Esta fase proporciona un producto construido junto con la 

documentación

   

...Fases del Ciclo de Vida

Transición Se libera el producto y se entrega al usuario para un uso real Se incluyen tareas de marketing, empaquetado atractivo, 

instalación, configuración, entrenamiento, soporte, mantenimiento, etc.

Los manuales de usuario se completan y refinan con la información anterior

Estas tareas se realizan también en iteraciones

   

15%

10%

15%

30%

15%

P r e lim in a ryI te ra tio n ( s )

ite r.# 1

ite r.# 2

ite r.# n

ite r.# n + 1

ite r.# n + 2

ite r.# m

ite r.# m + 1

Ince ption E la bora tion C onstruction Tra nsition

Una iteración en lafase de elaboración

Requisitos

Diseño

Implementación

Pruebas

Análisis

Esfuerzo respecto de las Workflows

   

P r e lim in a ryI te ra tio n ( s )

ite r.# 1

ite r.# 2

ite r.# n

ite r.# n + 1

ite r.# n + 2

ite r.# m

ite r.# m + 1

Ince ption E la bora tion C onstruction Tra nsition

Una iteración en lafase de elaboración

Requisitos

Diseño

Implementación

Pruebas

Análisis

Esfuerzo:      5% 20%           65%          10%Duración:    10% 30%           50%          10%

...Esfuerzo respecto de las Fases

   

Dos lecciones importantes

El tiempo es independiente del contexto. Ahorrar una semana la comienzo de un proyecto es tan bueno como ahorrarla al final. Una semana es una semana.

Es mucho más fácil ahorrar tiempo al inicio del proyecto (cuando los entregables son menos claros).

Conclusión: Pronto hay que tener claro el proyecto del ramo.

   

Idea relacionada: Patrones de Diseño

Es una solución a un problema general de diseño. Tiene la forma de un conjunto de clases que inter­actúan. Las clases requieren personalización al caso específico (partes en 

blanco)

   

Ejemplo: Patrón Observador

Modelo, vista, controlador

Vista

Modelo

Controlador