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No hay bala de plata: esencia y accidentes de la Ingeniería de Software

M.C. Ricardo QuinteroM.C. Ricardo Quintero

(iscrquinter@acm.org)(iscrquinter@acm.org)

1ra Etapa de Capacitación Nacional

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Reflexiones

El disfrute del oficio Las desgracias del oficio La leyenda del Hombre-lobo Dificultades esenciales y accidentales La esencia del software Conclusiones - ¿Qué podemos

intentar?

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El disfrute del oficio

Lo divertido de hacer cosas...El placer de que las cosas que hacemos sean útiles a otras

personas

La fascinación de diseñar complejos rompecabezas...

La diversión que conlleva el siempre

aprender...

El disfrute de trabajar con algo tan maleable: el pensamiento

(como los poetas)...

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El disfrute del oficioLa programación es divertida porque despierta

la creatividad que hay dentro de nosotros, con la cual podemos obtener placeres comunes que tenemos todos los seres

humanos.

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Las desgracias del oficio

Debe realizarse perfecto

Dependemos de otros

Otra persona nos asigna los objetivos,

recursos y la información necesaria

Diseñar conceptos es divertido, pero construirlos es el trabajo real

Usualmente el producto que se está construyendo se nos vuelve obsoleto antes de terminarlo

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A pesar de todo ...

Para muchos de nosotros el disfrute sobrepasa a las desgracias y hemos decidido continuar con esta profesión ...

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La leyenda del “Hombre-lobo”

De todos los monstruos que tenemos como parte del folclore de nuestras pesadillas, ninguno es más

terrorífico que el Hombre-lobo, porque se transforma –

inesperadamente- de lo familiar a lo horrorífico ...

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La leyenda del “Hombre-lobo”

Para el Hombre-lobo buscamos una bala de plata que pueda -

mágicamente- destruirlo ...o al menos “mandarlo a descansar”

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Los proyectos de software tienen algo del “Hombre-lobo”...

Al principio son inocentes y hasta parecen factibles (y hasta fáciles) ...

Entregas fuera de tiempo ...

Presupuestos incorrectos ...

y productos inútiles

Pero son capaces de convertirse en

Caracterizados por ...

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Ley de Brooks - 1986“...there is no single development, in either

technology or management technique, which by itself promises

even one order of magnitud improvement in productivity, in reliability, in simplicitiy within ten

years ...”Frederick P. Brooks

ganador del premio A. M. Turing (ACM) en 1999

(El Premio Nobel de la Computación)

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Las Dificultades pueden ser Esenciales o Accidentales Esencial: una cualidad fundamental del

software.Constituye o forma parte de la esencia de

algo; es inherente. Accidental: un problema en los métodos

de producción actualesRelativo a una propiedad, factor o atributo

que no es esencial

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Pero muchas de las dificultades accidentales ya han sido resueltas, por ejemplo...

La dificultad de programar por el bajo nivel de abstracción de los lenguajes ...

Facilitar el acceso al poder de cómputo ...

El uso de múltiples herramientas: ambientes integrados de desarrollo ...

Mucha de la ganancia lograda en productividad de software ha sido consecuencia de eliminar estas barreras artificiales que hacen que las tareas accidentales sean “inordinariamente” difíciles

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¿Cuánto del esfuerzo realizado por los ingenieros de software es hacia lo accidental y no hacia lo esencial?

“...para que exista una mejora significativa en la productividad,

confiabilidad y simplicidad, el 90% de las dificultades al

desarrollar software deberían ser accidentales (poco

probable) y las técnicas y herramientas deberían buscar

reducirlas al 0% (difícil que ocurra)...”

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¿Cuál es la esencia del software?

El software es una construcción de conceptos interrelacionados:

Conjuntos de datos

Relaciones entre datos

Algoritmos

Invocación de funciones

Esta esencia es abstracta, en el sentido de que la construcción

conceptual es la misma bajo muchas representaciones diferentes. No obstante es altamente precisa y

ricamente detallada.

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¿Cuál es la esencia del software?

“...La parte difícil de construir software es la especificación, diseño y prueba de esta construcción conceptual, no la

labor de representarla y probar la fidelidad de esta representación...”

Si esto es verdad, construir software siempre será difícil. De forma

inherente la bala de plata no existe ...

Consideremos entonces las propiedades inherentes de esta esencia irreducible de los sistemas de software:

complejidad, conformidad, maleabilidad e invisibilidad

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El software es complejo

Porque: No hay dos partes iguales (a menos a nivel superior

al estatuto, si así fuera lo hacemos subrutina). El número de estados del software es mucho mayor

que cualquier otro hardware creado por el hombre. Escalar software no es la repetición de elementos

en un tamaño mayor: es necesario incrementar el número de elementos (y esto se ve afectado por el aumento en la complejidad de la interrelación con los elementos restantes).

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Por esta complejidad se han generado muchos de los problemas del desarrollo de software

Dificultad de comunicación entre los miembros del equipo... Dificultad de enumerar (mucho menos

entender) todos los posibles estados de un programa (y de ahí viene la falta de confiabilidad)...

Dificultad de invocar funciones complejas, lo cual hace a los programas difíciles de utilizar

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Por esta complejidad se han generado muchos de los problemas del desarrollo de software

Dificultades de gestión del proyecto

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Por esta complejidad se han generado muchos de los problemas del desarrollo de softwareEstas dificultades en la gestión de proyectos conllevan al problema de Integridad Conceptual

Muchas catedrales Europeas muestran diferencias en los planes

y el estilo arquitectónico entre partes construidas por diferentes

generaciones y diferentes constructores. Los últimos

intentaron mejorar los diseños de los primeros por moda o gusto

personal ...

La Integridad Conceptual es la consideración más importante en el

diseño de sistemas.

Es mejor tener un sistema que omita ciertas características

fantásticas y mejoras, pero que refleje un conjunto de ideas de

diseño coherente y no un conjunto de ideas brillantes independientes

y no coordinadas

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ConformidadNo solamente la gente que desarrolla software se enfrenta a la complejidad. Los físicos, por ejemplo se tienen que enfrentar con objetos terriblemente complejos, aún en las partículas fundamentales...

Sin embargo, los físicos fundamentan su labor en una fe firme de que existen principios unificadores que deben encontrarse en cualquier área de su estudio

“Deben existir explicaciones sencillas de la naturaleza, porque Dios no es caprichoso o arbitrario ...”

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ConformidadMuchas de las veces los sistemas de software llegan después que los sistemas de negocios (estos ya existen). A diferencia de la naturaleza, estos sistemas fueron creados por humanos...

Mucha de la complejidad que debe enfrentar el ingeniero de software es arbitraria, forzada sin ritmo y razón por las instituciones humanas y los sistemas a los cuales las interfaces de la aplicación debe conformarse “Como el sistema suele ser el último

que llega, a él le toca conformarse. Además siempre es visto como lo

más fácil de conformar (sic) ...”

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Maleabilidad

Los cambios en edificios, automóviles y hardware de computadoras ocurren pero no con la misma frecuencia que el software...

Esto es porque el software encierra funcionalidad y esta es la parte más sujeta a la presión del cambio. A su vez esta funcionalidad está hecha del material más altamente maleable: el pensamiento “Los edificios también se pueden

cambiar, pero los costos son altos y eso impide el cambio

frecuente..”

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Maleabilidad

Todo software exitoso tiene cambios en dos aspectos principales ...

Conforme el software resulta útil, los usuarios intentan usarlo en nuevos casos en la frontera del dominio (o más allá) inventan nuevos usos para él ...

El software exitoso sobrevive más allá de la vida normal del hardware

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Invisibilidad

El software es invisible y no visualizable...

Las abstracciones geométricas son poderosas para capturar realidades geométricas, pero la realidad del software es que no está incrustado en el espacio

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InvisibilidadLa realidad es que los aspectos estructurales son ...

Muy complejos ...

Ocultos ...

Y poseen solamente una vista externa de entrada/salida

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¿Hay alguna esperanza?Comparemos con la medicina

Se dejó a un lado las soluciones simples y creencias falsas para curar las enfermedades...

Para aplicar un esfuerzo persistente que lentamente logre erradicar las enfermedades

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¿Hay alguna esperanza?Y comparemos con la química

Se dejó a un lado la alquimia ...

Para invertir muchos años en la comprensión del átomo y después aprender a sintetizar el oro...

¿Podremos aprender algo de estas disciplinas?

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¡ Sí !“...Un esfuerzo

disciplinado, consistente para desarrollar,

propagar y explotar estas innovaciones, debería llevarnos a una mejora

significativa en orden-de-magnitud. No hay camino de reyes, pero al menos

hay un camino...”

¡Este se parece a mi!

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¿Qué podemos hacer para tratar de atacar la esencia?

Ningún monto de actividad que se dedique a la expresión

de las construcciones conceptuales de las tareas

puede darnos grandes ganancias en productividad

Se debe entonces considerar atacar la esencia del software, en pocas palabras “la formulación

de las complejas estructuras conceptuales”

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¿Qué podemos intentar para tratar de atacar la esencia?

Comprar, no construir (reutilizar)...

Refinamiento de requisitos y prototipado rápido ...

Desarrollo incremental (grow don’t build)...

Más entrenamiento en SE y nutrirse de los grandes

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Algunas referencias

Parnas, D.L. “Designing software for ease of extention and contraction”, IEEE Trans. on SE, 5,2 (March, 1979), pp. 128-138

Parnas, D.L. “Software aspects of strategic defense systems”, Communications of the ACM, 28, 12 (De. 1985). Pp. 1326-1335.

Boehm, B.W., “A spiral model of software development and enhancement”, Computer, 20, 5 (May, 1985).

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