ingeniería de software agustín j. gonzález elo329: diseño y programación orientados a objeto...

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 Integradas

Realización 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

erz

o N

ecesari

o p

or

Acti

vid

ad

Esfu

erz

o N

ecesari

o p

or

Acti

vid

ad

TransiciónTransiciónElaboracióElaboraciónn

ConstruccióConstrucciónn

ConcepciónConcepción

Iteración Preliminar

. . . .. . . .Iteración1

Iteración2

. . . .. . . . Iteraciónn

Iteración

n+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 Use Arquitectura Arquitectura

de de ComponentesComponentes

Modele Modele VisualmenteVisualmente

Verifique Verifique CalidadCalidad

Desarrolle Iterativamente

Un Ejemplo: Comparar con V-Model (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 Process1996-1997

Objectory Process1987-1995

Enfoque Ericsson

UML

Rational Unified Process (RUP)

Otra visión similar con más Actividades

Otra visión similar con más Actividades

Disciplinas 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. Addison-Wesley, 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 eIntegración

n veces

... Proceso Iterativo e Incremental

Las actividades se encadenan en una mini-cascada 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 re lim ina ry

Ite ra tion (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

Inception Elaboration Construction Transition

Una iteración en lafase de elaboración

Requisitos

Diseño

Implementación

Pruebas

Análisis

Esfuerzo respecto de las Workflows

P re lim ina ry

Ite ra tion (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

Inception Elaboration Construction Transition

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 inter-actúan.

Las clases requieren personalización al caso específico (partes en blanco)

Ejemplo: Patrón Observador

Modelo, vista, controlador

Vista

Modelo

Controlador