tema 1 introduccion a la ingenieria del software
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Fundamentos de Ingeniería del Software
Tema 1. Introducción a la Ingeniería del Software
Introducción a la Ingeniería del Software 2
Motivación
(Algoritmos y estructuras de datos)
(Interfaces + Integración)
UN SISTEMA
SOFTWARE
UN PRODUCTO SOFTWARE
UN PROGRAMA
(Ingeniería del Software)
UN PROYECTO SOFTWARE
Introducción a la Ingeniería del Software 3
Motivación (II)
Información = Ppal. activo de las empresas
desarrollo de SI fuertes presiones
Artesanal
Disciplina de ingeniería
(calidad, productividad)
Calidad
Herramientas
Gestión de proyectos
Introducción a la Ingeniería del Software 4
Desarrollo del software.Comunicación compleja
1. Lo que el director desea. 2. Como lo define el director deproyecto.
3. Como se diseña el Sistema.
4. Como lo desarrolla elprogramador.
5. Como se ha realizado lainstalación.
6. Lo que el usuario quería.
Introducción a la Ingeniería del Software 5
El Software
El Software: Instrucciones que, cuando se ejecutan, proporcionan la
funcionalidad deseada. Estructuras de datos que facilitan a las instrucciones
manipular adecuadamente la información. Documentos que describen el desarrollo, uso, instalación
y mantenimiento de los programas. Software: "programas de computador,
procedimientos, y, posiblemente, la documentación asociada y los datos pertenecientes a las operaciones de un sistema de computación".
Incluye: entrenamiento, soporte al consumidor e instalación.
Introducción a la Ingeniería del Software 6
Características del software
Elemento lógico, no físico.Desarrollado, no ‘fabricado’.No se ‘estropea’, ¡se deteriora!
(deterioro por ‘cambios’)Mayoritariamente cerrado:
usar todo o nada(poco ensamblaje de componentes:
reutilización--)
Introducción a la Ingeniería del Software 7
Atributos de Calidad del Software (Bell 2000)
Fiable Capacidad de ofrecer los
mismos resultados bajo las mismas condiciones.
Eficiente Utilización óptima de los
recursos de la máquina.
Robusto No poseer un comportamiento
catastrófico ante situaciones excepcionales (Tolerante a fallos).
Correcto Se ajusta a las
especificaciones dadas por el usuario.
Portable Capaz de integrarse en entornos
distintos con el mismo esfuerzo.
Adaptable (extensibilidad) Modificar alguna función sin que
afecte a sus actividades.
Inteligible Diseño claro, bien estructurado y
documentado.
No Erróneo No exista diferencia entre los
valores reales y los calculados
Reutilizable (reusabilidad)
Introducción a la Ingeniería del Software 8
Atributos de Calidad del Software (Sommerville 2002)
MantenibilidadConfiabilidad
fiabilidadseguridadprotección
EficienciaUsabilidad
Introducción a la Ingeniería del Software 9
Perspectiva histórica del desarrollo de software
Década 50-60: “Software como un añadido”. Desarrollo artesanal, a medida. Lenguajes de bajo nivel.
Década 60-70: Software como producto. Década lenguajes y
compilación. “Crisis del software”.
Década 70-80: Programación estructurada. Ingeniería del Software. Primeros métodos
estructurados.
Década 80-90: Tecnología de SGBDs, SOs... Nuevos paradigmas de
programación y de producción de programas:
OO C/S
90’s - actualidad: Análisis/Diseño OO. Tecnología CASE Componentes y reutilización Interoperabilidad
(CORBA, .NET...) Internet
ISw. distribuida repositorios de componentes
reutilizables e-business; e-commerce ...
Introducción a la Ingeniería del Software 10
La problemática actual del software
Incapacidad para estimar tiempo, costo y esfuerzo para el desarrollo de un producto software.
Falta de calidad del producto software.
Avance del hardware y necesidad de aplicaciones más complejas. Cambio en la relación entre el costo
hardware/software.
Introducción a la Ingeniería del Software 11
Relación coste hw./sw.
0
20
40
60
80
100
60 70 80
Hardware
Software
Porcentaje del coste total del sistema
años
Introducción a la Ingeniería del Software 12
Problemas del software (II)
¿Porqué lleva tanto tiempo terminar los programas?
¿Porqué es tan elevado su costo?¿Porqué no podemos encontrar todos
los errores antes de entregar el software a nuestros clientes?
¿Porqué nos resulta difícil constatar el progreso conforme se desarrolla el sw.?
Introducción a la Ingeniería del Software 13
INVERSION EN DESARROLLO DE SISTEMAS SOFTWARE
Entregadopero nuncausado47%
Pagado pero nunca entregado29.7%
Usado pero con trabajo extra o abandonado despues19%
Usado después de cambios~ 3%
Usado tal como se entregó~ 2%
Año 1979Total: $6.8 millones
Introducción a la Ingeniería del Software 14
Costo del software
1/4Desarrollo inicial
3/4Mantenimiento
1/6codificación
1/2 Validación y puesta a punto (V/PP)
1/3Análisis y diseño(A/D)
3/4Mantenimiento
1/8V/PP
1/12 A/D
VALIDACIÓN + PP + MANT. = 7/8 (88%)
CODIFICACIÓN = 1/24 (4%)
ANÁLISIS + DISEÑO = 1/12 (8%)
Desarrollo inicial
TOTAL
TOTAL
Codif.1/24
Introducción a la Ingeniería del Software 15
Algunas causas
Naturaleza “no física” de la programación. Problemas derivados de la intervención de
grupos. Problemas de comunicación con los clientes. Poco esfuerzo en el análisis y el diseño. Herramientas comerciales poco adecuadas. Problemas de gestión
Planificaciones optimistas, plantillas poco cualificadas... Difusión limitada de las nuevas técnicas,
métodos y herramientas. ...industria pendiente de su ‘revolución industrial’.
Introducción a la Ingeniería del Software 16
Algunas soluciones...¡No existe bala de plata! (Brooks 87)
INGENIERÍA DEL SOFTWARE
reutilización
ingeniería de requisitos
métodos de análisis, diseño, prueba...
métodos formales
herramientas CASE:editores dirigidos por la sintaxis,entornos integrados de desarrollo,herramientas para la gestión de proyectos,herramientas de prototipado, etc.
herramientas 4ª gen.lenguajes no procedimentales para consulta a BD’sgeneradores de pantallas,generadores de código,generadores de informes
POOPrototipado
Modelado del negocio
Introducción a la Ingeniería del Software 17
Objetivos de la Ingeniería del Software
Término que aparece en 1968 La producción de programas debe abordarse como una
ingeniería más. (Boehm) La Ingeniería del Software es la aplicación práctica
y sistemática del conocimiento científico a: la producción de programas correctos, que se desarrollan a
tiempo y dentro de las estimaciones de presupuesto, y a la correspondiente documentación para desarrollarlos,
usarlos y mantenerlos. La Ingeniería del Software se fundamenta en técnicas
relacionadas con: ciencia de la computación, programación, ingeniería,
administración, matemáticas, economía,... Forma parte de la “Ingeniería de Sistemas”
Introducción a la Ingeniería del Software 18
Más definiciones de ISw...
“La ISw es el establecimiento y uso de principios sólidos de ingeniería, orientados a obtener software económico que sea fiable y trabaje de manera eficiente en máquinas reales” (Fritz Bauer).
“Isw: (1) La aplicación de un enfoque sistemático, disciplinado y cuantificable para el desarrollo, la operación y el mantenimiento del software; es decir, la aplicación de la ingeniería al software; (2) El estudio de enfoques como en (1)” (Glosario Estándar de Términos de Ingeniería del Software de IEEE, 1998).
“Una disciplina que comprende todos los aspectos de la producción de software desde las etapas iniciales de la especificación del sistema, hasta el mantenimiento de éste después de que se utiliza” (Sommerville 2002).
Introducción a la Ingeniería del Software 19
Situación actual de la ISw
Fragmentación e inmadurez de la disciplina.
Carencia de un conjunto de estándares (que se usen ampliamente).
Terminología inconsistente. Escepticismo e inercia en el sector. Insuficiencia de datos - guía (estadísticas). Carencia y poca difusión de base formal.
Introducción a la Ingeniería del Software 20
Situación actual de la ISw (II)
Hay también aproximaciones prometedoras. Por ejemplo:(Además de nuevas técnicas, métodos y herramientas...) SWEBOK (Guide to the Software Engineering Body of Knowledge)
(2001) Algunas universidades han comenzado a ofrecer un título en ingeniería
del software Comités CSAB (Computer Science Accreditation Board) y ABET
(Accreditation Board for Engineering and Technology). El CMM (Capability Maturity Model) del SEI (Software Engineering
Institute) y la familia de estándares ISO 9000 son usados para valorar la capacidad de una organización de ingeniería del software.
En EE UU, el Colegio de Ingenieros Profesionales de Texas (Texas Board of Professionals Engineers) ha comenzado a licenciar ingenieros del software.
ACM e IEEE-CS han desarrollado y adoptado conjuntamente un Código
de Ética para Profesionales en Ingeniería del Software.
Introducción a la Ingeniería del Software 21
Situación actual de la ISw (III)
Tres problemas esenciales en los comienzos del siglo XXI (Sommerville 2002):El reto de lo heredadoEl reto de la heterogeneidadEl reto de la entrega
Hoy día, existe un consenso en la importancia de la ISwmuchos autores comienzan a renegar del
término “crisis del software”
Introducción a la Ingeniería del Software 22
Principios de la Ingeniería del Software
Abstracción Permite parcelar la
complejidad. Por ello se olvidan aspectos irrelevantes del sistema y se potencian los fundamentales.
Encapsulamiento u Ocultación de la información Esconder todos los detalles que
no afecten a otros módulos, definiendo interfaces estrictos que sirvan de interacción entre los distintos modelos.
Modularidad Sirve para parcelar la solución
en módulos independientes con fuerte cohesión interna.
Localización Deben estar agrupados todos
aquellos elementos que están afectados por un mismo hecho.
Uniformidad Todos los módulos deben tener
una notación similar. Completitud
Deben estar desarrollados todos los aspectos del sistema.
Validación y Verificabilidad El producto final debe ser
fácilmente validable y verificable:
¿Estamos desarrollando el programa correcto?
¿Estamos desarrollando correctamente el programa?
Introducción a la Ingeniería del Software 23
Visión general del proceso de ISw
Con independencia del área de aplicación, tamaño o complejidad del proyecto, cualquier sistema se encontrará al menos en una de las siguientes fases genéricas:
Definición ~ Análisis (del sistema, del sw.)desarrollo ~ Diseño, codificación, pruebamantenimiento.
Introducción a la Ingeniería del Software 24
Fase de definición
¿Qué debe hacer el sistema? información que ha de manejar el sistema
necesidades de rendimiento
restricciones de diseño
interfaces del sistema con los usuarios y con otros sistemas
criterios de validación
Se elaboran los documentos de requisitos del sistema (SyRS) y del software (SRS)
Introducción a la Ingeniería del Software 25
Fase de desarrollo
¿Cómo construir el sistema? Se diseñan las estructuras de los datos y
los programascómo se caracterizan las interfaces,cómo realizar el paso del diseño al lenguaje de
programación, cómo ha de realizarse la prueba,
se escriben y documentan los programas, y se prueba el software construido.
Introducción a la Ingeniería del Software 26
Fase de mantenimiento
Comienza una vez construido el sistema, cuando se empieza a utilizar.
Se centra en el cambio. El software es sometido a reparaciones y
modificaciones cada vez que se detecta un fallo o se necesita cubrir una nueva necesidad de los usuarios.
En esta fase recae el mayor porcentaje del costo de un sistema.
Introducción a la Ingeniería del Software 27
Fase de mantenimiento
Un buen sistema no es sólo un conjunto de programas que funcionan.
Debe ser fácil de mantener
Documentación esencial(CASE, Computer Assisted Software
Engineering)
Introducción a la Ingeniería del Software 28
Tipos de mantenimiento
Correctivo: un programa no realiza correctamente la aplicación para la que ha sido diseñado, y, por tanto, debe ser modificado.
Perfectivo: modificaciones a los programas para conseguir mayor adecuación a los requisitos, mayor eficiencia, o simplemente recoger nuevas funcionalidades no expresadas en la fase de definición del sistema.
Introducción a la Ingeniería del Software 29
Tipos de mantenimiento (II)
Adaptativo: Adaptar los programas para acomodarlos a los cambios de su entorno externo (modificaciones en la legislación, CPU, SO, las reglas de negocio, etc.)
Preventivo: El software se deteriora con los cambios, y este tipo de mantenimiento hace cambios en los programas para que se puedan corregir, adaptar y mejorar más fácilmente (Reingeniería del software).
Introducción a la Ingeniería del Software 30
DEFINICIÓN
DESARROLLO
MANTENIMIENTO
Fallos de definición
Errores
Modificaciones y adaptaciones
Visión general del proceso de ISw (II)
(no es totalmente secuencial) Actualmente: iterativo e incremental
Introducción a la Ingeniería del Software 31
Impacto del cambio
Definición Desarrollo Mantenimiento
1x1,5-6x
60-100x
Coste del cam
bio
Introducción a la Ingeniería del Software 32
Clasificación por funcionalidad
Herramientas de gestión de proyectos ayudan a la planificación y seguimiento del proyecto Planificación: agenda de desarrollo. Estimación: costes, duración, esfuerzo. Control: productividad, calidad.
Herramientas de análisis y diseño. Herramientas de prototipado y simulación. Herramientas de programación.
Editores dirigidos por la sintaxis (cabeceras de subrutinas, palabras clave, identación, nomenclatura de variables, ...)
Generadores de estructuras de programas. Entornos integrados de desarrollo para soporte de un lenguaje (editor, compilador,
depurador). Herramientas de integración y pruebas.
Analizadores estáticos. Depuradores. Generadores de datos. Comparadores (e.g. de ficheros).
Herramientas de soporte. Herramientas de mantenimiento.
Ingeniería inversa. Reingeniería.
Introducción a la Ingeniería del Software 33
Clasificación por posición
Upper CASE: Herramientas de apoyo a las primeras fases Métricas del software. Estimación de costes. Planificación temporal.
Medium CASE: Herramientas de apoyo a las fases centrales. Análisis. Diseño.
Lower CASE: Herramientas de apoyo a las últimas fases. Implementación (generación de código). Pruebas (caja blanca y caja negra). Mantenimiento. Documentación de la implementación y documentación para el
usuario final.