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1.2. Metodologías emergentes de desarrollo de software. Proceso. Un proceso define quién hace qué, cuándo y cómo para alcanzar cierto objetivo. El éxito de las organizaciones radica en gran medida en la correcta definición y empleo de sus procesos. Los sistemas de software pueden llegar a ser muy complejos, para administrar dicha complejidad es necesario contar con modelos de procesos y tecnologías de software apropiadas. Modelo de proceso. Define cómo solucionar la problemática del desarrollo de sistemas de software. Para desarrollar software se requiere resolver ciertas fases de su proceso, las cuales se conocen como el ciclo de vida de desarrollo de software. Un modelo de proceso debe considerar aspectos como el conjunto de personas, estructuras organizacionales, reglas, políticas, actividades, componentes de software, metodologías y herramientas.
No existe un solo modelo de proceso aplicable a cualquier proyecto, pues el modelo de proceso depende del tipo particular de proyecto:
Primer proyecto de su tipo . Se crea desde cero, requiere de más tiempo para especificarlo y analizarlo, la incertidumbre crea riesgos adicionales. Segundo proyecto de su tipo . Se busca agregar nueva funcionalidad a un o conocido. Variación de un proyecto . Se extiende un sistema ya existente, lo cual involucra introducir componentes de software reutilizables como un marco de trabajo (framework), crear nuevos componentes o simplemente extender la aplicación existente mediante nueva funcionalidad. Dependiendo de la estrategia a utilizar, el modelo del proceso debe variar. Proyecto de reescritura de legado (legacy). Se busca transformar o hacer una reingeniería de un sistema ya existente, desarrollado bajo tecnologías anteriores y transformarlo a tecnologías nuevas. Proyecto de creación de software reutilizable . Se busca crear uno o más componentes de software reutilizables, debe ser diseñado de tal manera que se asegure de que el diseño sea lo suficientemente general para ser útil en otras situaciones desconocidas, por ello no hay muchos proyectos así. Proyecto de mejora de sistema o mantenimiento. Se busca modificar los componentes básicos de un sistema para apoyar a una nueva funcionalidad. Son regularmente pequeños y afectan solo a partes del sistema.
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Componentes de un modelo de proceso Arquitectura. Estructura general de un sistema y varía de acuerdo con el tipo de sistema a desarrollarse:
Transformación en lote (batch) . Sistemas de transformación sobre un conjunto de entradas de valor constante, para generar un conjunto de salidas, ejemplo un compilador. Transformación continúa. Sistemas de transformación sobre un conjunto de entradas de valor constante, para generar un conjunto de salidas que difieren en el tiempo, ejemplo sistema de control de señales. Sistemas interactivos. Regidos por interacciones externas, por lo general un usuario, son controlados por manejadores de eventos, encargados de procesar acontecimientos generados por el usuario, ejemplo un click o presionar una tecla. Simulación dinámica. Sistemas que simulan sistemas del mundo real y evolucionan con el tiempo, ejemplo simuladores de sistemas financieros, redes neuronales, etc. Sistemas de tiempo real. Regidos por restricciones estrictas en el tiempo y requieren garantías en el tiempo de respuesta, ejemplos controladores de procesos industriales y dispositivos de comunicación. Administración de transacción. Sistemas para interactuar con las bases de datos y que incluyen acceso concurrente y distribuido de múltiples usuarios, ejemplo reservaciones de vuelo y control de inventario.
Actividad. Es una unidad o paso básico de un proceso. En el proceso de software las actividades definen los pasos necesarios para lograr las metas y los objetivos. Las actividades básicas del proceso de desarrollo de software son conocidas como el ciclo de vida:
Requisitos. Para especificar aspectos funcionales del sistema, que describen cómo interactuaría un usuario con la aplicación, se genera un Modelo de Requisitos. Análisis. Para dar al sistema una estructura o arquitectura robusta y extensible, se genera un Modelo de Análisis. Diseño. Para adoptar y refinar la arquitectura del sistema y adaptarla sl ambiente de implementación, se genera un Modelo de Diseño (de estructuras o de objetos y de sistema). Implementación. Para codificar el sistema, se genera un Modelo de Implementación (lenguajes de programación, bases de datos).
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Integración. Para combinar componentes del sistema, se genera un Modelo de Integración. Pruebas. Para validar y verificar el sistema, se genera un Modelo de Pruebas (validación de acuerdo a la especificación del cliente y verificación si el sistema está siendo desarrollado correctamente). Documentación. Para describir los diversos aspectos del sistema, se generan los manuales de usuario, programador, operador, administrador). Mantenimiento. Para extender la funcionalidad del sistema, es la continuación del ciclo de vida, una vez concluida la primera versión del sistema.
Métodos y Metodologías . Los métodos definen las reglas para las transformaciones internas de las actividades, mientras que las metodologías definen el conjunto de métodos. Un método es un procedimiento que define tareas o acciones a realizar, donde cada tarea incluye condiciones de entrada y de salida que se deben satisfacer antes y después de completarse. Los métodos deben :
Apoyar conceptos básicos significativos para resolver problemas. Se deben utilizar en distintos dominios de aplicación según las arquitecturas: secuencial, concurrente, distribuido, en tiempo real. Deben ajustarse al ciclo de vida del proceso, apoyando a todas las actividades. Deben proveer técnicas para recopilar información. Deben apoyar su propia extensibilidad, su propia documentación. Deben permitir la generación de modelos a partir de la información recopilada por el método. Deben apoyar la integridad de los modelos generados, verificando y evitando errores de consistencia. Deben ofrecer entradas y salidas bien definidas que permitan la integración de varios métodos. Deben contar con notaciones específicas y estandarizadas para representar los modelos desarrollados, los cuales deben incluir elementos gráficos, de texto o combinación de ambos. Deben tener confianza en los métodos y las herramientas correspondientes; para lo cual se debe contemplar que éstos se mantendrán en el mercado y, que cuenten con capacitación y apoyo técnico.
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Existen una gran variedad de métodos y metodologías en apoyo al proceso de software, como son las estructuras y orientadas a objetos.
Estructuradas: Se enfocan en la descomposición funcional de un sistema. El objetivo es lograr una definición completa del sistema, estableciendo los datos de entrada y salida. Estas metodologías se conocen como análisis y diseño estructurado (SA/SD Structured Analysis and Structured Design) y se basan en herramientas como: Diagramas de flujo de dato s. Modelado de transformación de datos entre funciones del sistema. Se compone de procesos, flujo de datos, actores, y almacenamiento de datos (DFD). Diagramas de transición de estado . Sirven para modelar el comportamiento a través del tiempo, describen el efecto de eventos externos en los procesos y funciones. Diagramas entidad-relación. Para modelar un almacenamiento de datos. Orientadas a objetos: Se enfocan en el modelado de un sistema en términos de objetos. Se identifican inicialmente los objetos del sistema para luego especificar su comportamiento y usan las herramientas siguientes: Diagramas de clase . Describen los componentes esenciales de la arquitectura de un sistema. A diferencia de los DFD, los de clases muestran relaciones de asociación entre clases y no flujo de datos entre ellas. Diagramas de casos de uso. Especifican un sistema en términos de su funcionalidad. A diferencia de las metodologías estructuradas los de casos de uso no son descompuestos en funciones de programación. Diagramas de transición de estado . Describen los cambios de estado de los objetos. Diagramas de secuencia . Describen los aspectos dinámicos de sistema, mostrando el flujo de eventos entre objetos en el tiempo. Diagramas de colaboración . Describen la comunicación entre objetos de un sistema. Diagramas de subsistemas . Se usan para describir agrupaciones de clases en un sistema.
Estrategias. Una estrategia es como un plan para lograr un objetivo. Afectan aspectos como la arquitectura del sistema, el orden en que se llevarán a cabo las actividades del proceso y las metodologías a utilizarse. Las estrategias incluyen la selección del tipo de proyecto a desarrollarse, selección de una tecnología y lenguaje de programación (ej. Tecnología OO y lenguaje JAVA), otras estrategias 4
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aceptadas son los prototipos (versión preliminar de un sistema) y la reutilización (componentes desarrollados anteriormente). Herramientas. Aplicaciones que apoyan la administración del proceso de software y el conjunto de estas herramientas se le conoce como ingeniería de software asistida por computadora (CASE, Computer-Aided Software Engineering), cuyo objetivo es asistir al desarrollador durante las diferentes actividades del ciclo de vida del proceso de software: Editores de texto, generadores de modelos gráficos (diagramas), generadores de código, compiladores, depuradores, verificadores, validadores, medidores (monitores), administración de configuración y administradores de proyecto. Metodologías de desarrollo de software 1970’s
Programación estructurada sol desde 1969 Programación estructurada Jackson desde 1975
1980’s
Structured Systems Analysis and Design Methodology (SSADM) desde 1980 Structured Analysis and Design Technique (SADT) desde 1980 Ingeniería de la información (IE/IEM) desde 1981
1990’s
Rapid application development (RAD) desde 1991. Programación orientada a objetos (OOP) a lo largo de la década de los 90's Virtual finite state machine (VFSM) desde 1990s Dynamic Systems Development Method desarrollado en UK desde 1995. Scrum (desarrollo), en la última parte de los 90's Rational Unified Process (RUP) desde 1999.
Metodologías Emergentes Ganar-ganar (win-win). Extiende el modelo de espiral, haciendo énfasis en la identificación de las condiciones de ganancia para todas las partes, creando un plan para alcanzar las condiciones ganadoras y los riesgos correspondientes. Se consideran cuatro ciclos compuestos de cuatro actividades:
1. Elaborar los objetivos, restricciones y alternativas del proceso y producto del sistema y subsistema. 5
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2. Evaluar las alternativas con respecto a los objetivos y restricciones. Identificar y resolver las fuentes principales de riesgo en el proceso y el producto. 3. Elaborar la definición del producto y el proceso. 4. Planear el siguiente ciclo y actualizar el plan de su ciclo de vida, incluyendo la partición del sistema en subsistemas para ser considerados en ciclos paralelos. Programación Extrema (Extreme Programming XP) es una metodología de desarrollo ágil, su autor principal es Kent Beck, quien eligió algunas características de otras metodologías y las relacionó de forma que cada una complementara a la otra.
Así, la XP se puede definir como un conjunto de pasos de diversas metodologías, acopladas de manera que sean pasos flexibles a seguir utilizadas con el uso común, para realizar un desarrollo más agradable y sencillo. Esta metodología tiene como base la simplicidad y como objetivo principal la satisfacción del cliente; para lograrlo se deben tomar en cuenta cuatro valores fundamentales: 1. Comunicación: Es muy importante que haya una comunicación constante con el cliente y dentro de todo el equipo de trabajo, de esto dependerá que el desarrollo se lleve a cabo de una manera sencilla, entendible y que se entregue al cliente lo que necesita. 2. Simplicidad: En la XP se refiere que ante todo y sin importar qué funcionalidad requiera el usuario en su sistema, éste debe ser fácil. El diseño debe ser sencillo y amigable al usuario, el código debe ser simple y entendible, programando sólo lo necesario y lo que se utilizará. 3. Retroalimentación: Es la comunicación constante entre el desarrollador y el usuario.
4. Coraje: Se refiere a la valentía que se debe tener al modificar o eliminar el código que se realizó con tanto esfuerzo; el desarrollador debe saber cuándo el código que desarrolló no es útil en el sistema y, por lo mismo, debe ser eliminado. También se refiere a tener la persistencia para resolver los errores en la programación. Dentro de la programación extrema se tiene 12 principios que llevan o guían el desarrollo con esta metodología: 1. El principio de pruebas 6
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2. Proceso de planificación 3. El cliente en el lugar 4. Programación en parejas 5. Integración continua 6. Refactorización 7. Entregas pequeñas 8. Diseño simple 9. Metáfora 10. Propiedad colectiva del código 11. Estándar de codificación 12. La semana de 40 horas
Proceso Unificado (UP, Unified Process) .
Proceso de desarrollo de software basado en el Lenguaje Unificado de Modelado y que es iterativo, centrado en la arquitectura y dirigido por los casos de uso y los riesgos. Proceso que se organiza en cuatro fases: inicio, elaboración, construcción y transición, y que se estructura en torno a cinco flujos de trabajo fundamentales: recopilación de requisitos, análisis, diseño, implementación y pruebas. Cada una de las faces, se divide en una serie de iteraciones que ofrecen como resultado un incremento del producto desarrollado, que añade o mejora las funcionalidades del sistema en desarrollo. Es decir, un sistema.
“incremento” no
implica necesariamente una ampliación de dicho
Durante cada una de estas iteraciones se realizarán a su vez las actividades definidas en el ciclo de vida clásico: requisitos, análisis, diseño, implementación, prueba e implantación. Por ejemplo, en la fase de inicio se centrarán más en la definición de requisitos y en el análisis, y durante la de construcción quedarán relegadas en favor de la implementación y las pruebas. Proceso que se describe en términos de un modelo de negocio, el cual esta a su vez estructurado en función de tres bloques de construcción primordiales trabajadores, actividades y artefactos.
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Cada metodología de desarrollo de software tiene más o menos su propio enfoque para el desarrollo de software. Estos son los enfoques más generales, que se desarrollan en varias metodologías específicas. Estos enfoques son los siguientes:
Modelo en cascada: Framework lineal. Prototipado: Framework iterativo. Incremental: Combinación de framework lineal e iterativo. Espiral: Combinación de framework lineal e iterativo. RAD: Rapid Application Development, framework iterativo.
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