acoplamiento

SISTEMAS DE INFORMACION II 1.2.1 Acoplamiento y Coherencia Introducción

Muchos aspectos de la modularización pueden ser comprendidos solo si se examinan módulos en relación con otros En principio !eremos el concepto de independencia  Diremos "ue dos módulos son totalmente independientes si am#os pueden $uncionar completamente sin la presencia del otro Esto implica "ue no existen interconexiones entre los módulos% & "ue se tiene un !alor cero en la escala de 'dependencia' En (eneral !eremos "ue a ma&or n)mero de interconexiones entre dos módulos% se tiene una menor independencia El concepto de independencia $uncional es una deri!ación directa del de modu modular larida idad d & de los los conc concep epto tos s de a#st a#strac racci ción ón & ocul oculta tami mien ento to de la in$ormación *a cuestión a"u+ es, cuanto de#e conocerse acerca de un módulo para poder comprender otro módulo- Cuanto m.s de#amos conocer acerca del módulo / para poder comprender el módulo A% menos independientes ser.n A de / *a simp simple le cant cantid idad ad de cone conexi xion ones es entr entre e módu módulos los%% no es una una medi medida da comple completa ta de la indep independ endenc encia ia $uncio $uncional nal *a indepe independe ndenci ncia a $uncio $uncional nal se mide con dos criterios cualitati!os, acoplamiento &  cohesión Estudiaremos en principio el primero de ellos Módulos altamente 'acoplados' estar.n unidos por $uertes interconexiones% módulos d0#ilmente acoplados tendr.n pocas & d0#iles interconexiones% en tanto "ue los módulos módulos 'desacoplad 'desacoplados' os' no tendr.n tendr.n intercone interconexion xiones es entre entre ellos & ser.n independientes

El acoplamiento es un conc concep epto to a#st a#stra ract cto o "ue "ue nos nos indi indica ca el (rad (rado o de interdependencia interdependencia entre módulos

En la pr.ctica podemos materializarlo como la pro#a#ilidad de "ue en la codi1c codi1caci ación% ón% depura depuració ción% n% o modi1c modi1caci ación ón de un deter determin minado ado módulo módulo%% el pro(ramador necesite tomar conocimiento acerca de partes de otro módulo Si dos módulos est.n $uertemente acoplados% existe una alta pro#a#ilidad de "ue el pro(ramador necesite conocer uno de ellos en orden de intentar realizar modi1caciones al otro Claramente% el costo total del sistema se !er. $uertemente in2uenciado por el (rado de acoplamiento entre los módulos

4.1 Factores que infuencian el Acoplamiento

SISTEMAS DE INFORMACION II *os cuatro $actores principales "ue in2u&en en el acoplamiento entre módulos son,  Tipo de conexión entre módulos, los sistemas normalmente conectados% tienen menor acoplamiento "ue a"uellos "ue tienen conexiones patoló(icas Comple3idad de la inter$ace, Esto es aproximadamente i(ual al n)mero de +tems di$erentes pasados 4no cantidad de datos5 M.s +tems% ma&or acoplamiento  Tipo de 2u3o de in$ormación en la conexión, los sistemas con acoplamiento de datos tienen menor acoplamiento "ue los sistemas con acoplamiento de control% & estos a su !ez menos "ue los "ue tienen acoplamiento h+#rido Momento en "ue se produce el li(ado de la Conexión, Conexiones li(adas a re$erentes 13os en tiempo de e3ecución% resultan con menor acoplamiento "ue cuando el li(ado tiene lu(ar en tiempo de car(a% el cual tiene a su !er menor acoplamiento "ue cuando el li(ado se realiza en tiempo de lin6a(e7edición% el cual tiene menos acoplamiento "ue el "ue se realiza realiza en tiempo de compilación% todos los "ue a su !ez tiene menos acoplamiento "ue cuando el li(ado se realiza en tiempo de codi1cación

Tipos de conexiones entre módulos

8na conexión en un pro(rama% es una re$erencia de un elemento% por nom#re% dirección% o identi1cador de otro elemento 8na conexión intermodular ocurre cuando el elemento re$erenciado est. en un módulo di$erente al del elemento re$erenciante El elemento re$erenciado de1ne una inter$ace% un l+mite del módulo% a tra!0s del cual 2u&e datos & control *a inter$ace puede considerarse como residente en el elemento re$erenciado 9uede pensarse como un enchu$e 4soc6et5 donde la conexión del elemento re$erenciante se inserta  Toda inter$ace en un módulo representa cosas "ue de#en ser conocidas% comprendidas% & apropiadamente conectadas por los otros módulos del sistema Se #usca minimizar la comple3idad del sistema:módulo% en parte% minimizando el n)mero & comple3idad de las inter$aces por módulo  Todo módulo adem.s de#e tener al menos una inter$ace para ser de1nido & !inculado al resto del sistema

SISTEMAS DE INFORMACION II 9ero% es una inter$ace de identidad simple su1ciente para implementar sistemas "ue $uncionen adecuadamente- *a cuestión a"u+ es,  A que  propósito sirven las interfaces? Solo 2u3os de control  & datos pueden pasarse entre módulos en un sistema de pro(ramación 8na inter$ace puede cumplir las si(uientes cuatro )nicas $unciones, transmitir datos a un módulo como par.metros de entrada reci#ir datos desde un módulo como resultados de salida ser un nom#re por el cual ser reci#e el control ser un nom#re por el cual ser transmite el control 8n módulo puede ser ideti1cado & acti!ado por medio de una inter$az de identidad simple Tam#i0n podemos pasar datos a un módulo sin a(re(ar otras inter$aces% haciendo a la inter$az de entrada capaz de aceptar datos como control Esto re"uiere "ue los elementos de datos sean pasados din.micamente como ar(umentos 4par.metros5 como parte de la secuencia de acti!ación% "ue da el control a un módulo; cual"uier re$erencia est.tica a datos puede introducir nue!as inter$aces Se necesita tam#i0n "ue la inter$ace de identidad de un módulo sir!a para trans$erir el retorno del control al módulo llamador Esto puede realizarse haciendo "ue la trans$erencia de control desde el llamador sea una trans$erencia condicional. De#e implementarse adem.s un mecanismo para transmitir datos de retorno desde el módulo llamado hacia el llamador 9uede asociarse un !alor a una acti!ación particular del modulo llamado% la cual pueda ser usada contextualmente en el llamador Tal es el caso de las $unciones ló(icas Alternati!amente pueden transmitirse par.metros para de1nir u#icaciones donde el módulo llamado retorna !alores al llamador Si todas las conexiones de un sistema se restrin(en a ser completamente parametrizadas 4con respecto a sus entradas & salidas5% & la trans$erencia condicional de control a cada módulo se realiza a tra!0s de una identidad simple & )nica% diremos "ue el sistemas est. mínimamente conectado Diremos "ue un sistema est. normalmente conectado cuando cumple con las condiciones de m+nimamente conectado% excepto por al(una de las si(uientes consideraciones, existe m.s de un punto de entrada para un mismo módulo el módulo acti!ador o llamador puede especi1car como parte del proceso de acti!ación un punto de retorno "ue no sea la próxima sentencia en el orden de e3ecución el control es trans$erido a un punto de entrada de un módulo por al()n mecanismo distinto a una llamada expl+cita 4e3 per$orm thru del CO/O*5 El uso de m)ltiples puntos de entrada (arantiza "ue existir.n m.s "ue el n)mero m+nimo de interconexiones para el sistema 9or otra parte si cada punto de entrada determina $unciones con m+nima conexión a otros

SISTEMAS DE INFORMACION II módulos% el comportamiento del sistema ser. similar a uno m+nimamente interconectado De cual"uier manera% la presencia de m)ltiples puntos de entrada a un mismo módulo% puede ser un indicati!o de "ue el módulo est. lle!ando a ca#o m.s de una $unción espec+1ca Adem.s% es una excelente oportunidad "ue el pro(ramador superpondr. parcialmente el códi(o de las $unciones comprendidas dentro del mismo módulo% "uedando dichas $unciones acopladas por contenido  De manera similar% los puntos de retorno alternativo   son $recuentemente )tiles dentro del esp+ritu de los sistemas normalmente conectados Esto se da cuando un módulo continuar. su e3ecución en un punto "ue depende del !alor resultante de una decisión realizada por un módulo su#ordinado in!ocado pre!iamente En un caso de m+nima conexión% el módulo su#ordinado retornar. el !alor como un par.metro% el cual de#er. ser testeado nue!amente en el módulo superior Sin em#ar(o% el módulo superior puede indicar por al()n medio directamente el punto donde de#e continuarse la e3ecución del pro(rama% 4un !alor relati!o < o 7 direcciones a partir de la instrucción llamadora% o un par.metro con una dirección expl+cita5 Si un sistema no est. m+nima o normalmente conectados% entonces al(unos de sus módulos presentar.n conexiones patoló(icas Esto si(ni1ca "ue al menos un módulo tendr. re$erencias expl+citas a identi1cadores de1nidos dentro de los l+mites de otro módulo

Complejidad de la interace

*a se(unda dimensión del acoplamiento el la complejidad Cuanto m.s comple3a es una conexión% ma&or acoplamiento se tiene 8n módulo con una inter$ace de =>> par.metros (enerar. ma&or acoplamiento "ue un "ue solo necesite tres par.metros El si(ni1cado de 'comple3idad' es el de comple3idad en t0rminos humanos% tal lo !isto anteriormente Flujo de Inormación

Otro aspecto importante del acoplamiento tiene "ue !er con el tipo de in$ormación "ue se transmite entre el módulo superior & su#ordinado Distin(uiremos tres tipos de 2u3o de in$ormación, datos control h+#rido *os datos son in$ormación so#re la cual una pieza de pro(rama opera% manipula% o modi1ca

SISTEMAS DE INFORMACION II *a in$ormación de control 4a)n cuando est. representada por !aria#les de dato5 es a"uella "ue (o#ierna como se realizar.n las operaciones o manipulaciones so#re los datos Diremos "ue una conexión presenta acoplamiento por datos  si la salida de datos del módulo superior es usada como entrada de datos del su#ordinado Este tipo de acoplamiento tam#i0n es conocido como de entrada7salida Diremos "ue una conexión presenta acoplamiento de control  si el módulo superior comunica al su#ordinado in$ormación "ue controlar. la e3ecución del mismo Esta in$ormación puede pasarse como datos utilizados como se?ales o '#anderas' 42a(s5 o #ien como direcciones de memoria para instrucciones de salto condicional 4#ranch7adress5 Estos son elementos de control 'dis$razados' como datos El acoplamiento de datos es m+nimo% & nin()n sistema puede $uncionar sin 0l *a comunicación de datos es necesaria para el $uncionamiento del sistema% sin em#ar(o% la comunicación de control es una caracter+stica no desea#le &  prescindible% "ue sin em#ar(o aparece mu& $recuentemente en los pro(ramas Se puede minimizar el acoplamiento si solo se transmiten datos a tra!0s de las inter$aces del sistema El acoplamiento de control a#arca todas las $ormas de conexión "ue comuni"uen elementos de control Esto no solo in!olucra trans$erencia de control 4direcciones o #anderas5% si no "ue puede in!olucrar el pasa3e de datos "ue cam#ia% re(ula% o sincroniza la e3ecución de otro módulo Esta $orma de acoplamiento de control indirecto o secundario se conoce como coordinación *a coordinación in!olucra a un módulo en el contexto procedural de otro Esto puede comprenderse con el si(uiente e3emplo, supon(amos "ue el módulo A llama al módulo / suministr.ndole elementos de datos discretos *a $unción del módulo / es la de a(rupar estos elemento de datos en un +tem compuesto & retorn.rselo al módulo A 4superior5 El módulo / en!iar. al módulo A% se?ales o #anderas indicando "ue necesita "ue se le suministre otro +tem elemental% o para indicarle "ue le est. de!ol!iendo el +tem compuesto Estas #anderas ser.n utilizadas dentro del módulo A para coordinar su $uncionamiento & suministrar a / lo re"uerido Cuando un módulo modi1ca el contenido procedural de otro módulo% decimos "ue existe acoplamiento híbrido El acoplamiento h+#rido es una modi1cación de sentencias intermodular En este caso% para el módulo destino o modi1cado% el acoplamiento es !isto como de control en tanto "ue para el módulo llamador o modi1cador es considerado como de datos El (rado de interdependencia entre dos módulos !inculados con acoplamiento h+#rido es mu& $uerte A$ortunadamente es una pr.ctica en decadencia & reser!ada casi con exclusi!idad a los pro(ramadores en assem#ler

SISTEMAS DE INFORMACION II Tiempo de li!ado de conexiones intermodulares

'*i(ado' o '/indin(' es un t0rmino com)nmente usado en el campo del procesamiento de datos para re$erirse a un proceso "ue resuel!e o 13a los !alores de identi1cadores dentro de un sistema El li(ado de !aria#les a !alores% o m.s (en0ricamente% de identi1cadores a re$erentes espec+1cos% puede tener lu(ar en di$erentes estadios o per+odos en la e!olución del sistema *a historia de tiempo de un sistema puede pensarse como una l+nea extendi0ndose desde el momento de la escritura del códi(o $uente hasta el momento de su e3ecución Dicha l+nea puede su#di!idirse en di$erentes ni!eles de re1namiento se()n distintas com#inaciones de computador:len(ua3e:compilador:sistema operati!o De esta $orma% el li(ado puede tener lu(ar cuando el pro(ramador escri#e una sentencia en el editor de códi(o $uente% cuando un módulo es compilado o ensam#lado% cuando el códi(o o#3eto 4compilado o ensam#lado5 es procesado por el 'lin67editor' o el 'lin67loader' 4(eneralmente este proceso es el conocido como li(ado en la ma&or+a de los sistemas5% cuando el códi(o 'ima(en7de7memoria' es car(ado en la memoria principal% & 1nalmente cuando el sistema es e3ecutado *a importancia del tiempo de li(ado radica en "ue cuando los valor de variables dentro de una pieza de código son j ados más tarde, el sistema es más fácilmente modicable  adaptable al cambio de requerimientos. @eamos un e3emplo, supon(amos "ue se nos encomienda la escritura de una serie de pro(ramas listadores siendo la impresora a utilizar en principio una del tipo matricial de > columnas "ue $unciona con papel continuo de =B' de lar(o de p.(ina Alternati!as, = Escri#imos el literal 'B' en todas las rutinas de impresión de todos los pro(ramas 4li(ado en tiempo de escritura5 B Reemplazamos el literal por la constante mani1esta *ON9A a la "ue asi(namos el !alor 'B' en todos los pro(ramas 4li(ado en tiempo de compilación5  9onemos la constante *ON9A en un archi!o de inclusión externo a los pro(ramas 4li(ado en tiempo de compilación5 G Nuestro len(ua3e no permite la declaración de constantes por lo cual de1nimos una !aria#le (lo#al *ON9A a la "ue le asi(namos el !alor de inicialización 'B' 4li(ado en tiempo de lin67edición5 H De1nimos un archi!o de par.metros del sistema con un campo *ON9A al cual se le asi(na el !alor 'B' Este !alor es le+do 3unto con otros par.metros cuando el sistema se inicia 4li(ado en tiempo de e3ecución5

SISTEMAS DE INFORMACION II  De1nimos en el archi!o de par.metros un re(istro para cada terminal del sistema & personalizamos el !alor del campo *ON9A se()n la impresora "ue ten(a !inculada cada terminal De esta $orma las terminales "ue tienen impresoras de =B' imprimen B l+neas por p.(ina% & las "ue tienen una impresora de in&ección de tinta "ue usan papel o1cio% imprimen > 4li(ado en tiempo de e3ecución5 Examinaremos ahora la relación existente entre el tiempo de li(ado & las conexiones intermodulares% & como el mismo a$ecta el (rado de acoplamiento entre módulos Nue!amente% una re$erencia intermodular 13ada a un re$erente u o#3eto espec+1co en tiempo de de1nición% tendr. un acoplamiento ma&or a una re$erencia 13ada en tiempo de traslación o posterior a)n *a posi#ilidad de compilación independiente de un módulo de otros $acilitar. el mantenimiento & modi1cación del sistema% "ue si de#iera compilarse todos los módulos 3untos I(ualmente% si la lin67edición de los módulos es di$erida hasta el instante pre!io a su e3ecución% la implementación de cam#ios se !er. simpli1cada Existe un caso particular de acoplamiento de módulos deri!ado de la estructura le!icográca del pro(rama Ja#lamos en este caso de acoplamiento por contenido. Dos $ormas de acoplamiento por contenido pueden distin(uirse, Inclusión lexico(r.1ca, se da cuando un módulo est. incluido lexico(r.1camente en otro% & es una $orma menor de acoplamiento *os módulos por lo (eneral no pueden e3ecutarse separadamente Este es el caso en el "ue el módulo su#ordinado es acti!ado en l+nea dentro del contexto del módulo superior Solapamiento parcial, es un caso extremo de acoplamiento por contenido 9arte del códi(o de un módulo est. en intersección con el otro A$ortunadamente la ma&or+a de los len(ua3es modernos de alto ni!el no permiten este tipo de estructuras

SISTEMAS DE INFORMACION II En t0rminos de uso% mantenimiento% & modi1cación% las consecuencias del acoplamiento por contenido son peores "ue las del acoplamiento de control El acoplamiento por contenido hace "ue los módulos no puedan $uncionar uno sin el otro No ocurre lo mismo en el acoplamiento de control% en el cual un módulo% aun"ue reci#a in$ormación de control% puede ser in!ocado desde di$erentes puntos del sistema

2 Acoplamiento de "ntorno Com#n $common%en&ironment couplin!'

Siempre "ue dos o m.s módulos interact)an con un entorno de datos com)n% se dice "ue dichos módulos est.n en acoplamiento por entorno com"n. E3emplos de entorno com)n pueden ser .reas de datos (lo#ales como la DATA di!isión del CO/O*% un archi!o en disco El acoplamiento de entorno com)n es una $orma de acoplamiento de se(undo orden% distinto de los tratados anteriormente *a se!eridad del acoplamiento depender. de la cantidad de módulos "ue acceden simult.neamente al entorno com)n En el caso extremo de solo dos módulos donde uno utiliza como entrada los datos (enerados por el otro ha#laremos de un acoplamiento de entrada#salida El punto es "ue el acoplamiento por entorno com)n no es necesariamente malo & de#a ser e!itado a toda costa 9or el contrario existen ciertas circunstancias en "ue es una opción !.lida ( )esacoplamiento

El concepto de acoplamiento in!ita a un concepto rec+proco, desacoplamiento. Desacoplamiento es cual"uier m0todo sistem.tico o t0cnica para hacer m.s independientes a los módulos de un pro(rama Cada tipo de acoplamiento (eneralmente su(iere un m0todo de desacoplamiento 9or e3emplo% el acoplamiento causado por li(ado% puede desacoplarse cam#iando los par.metros apropiados tal lo !isto en el e3emplo de el contador de l+neas de los pro(ramas impresores El desacoplamiento desde el punto de !ista $uncional% rara !ez puede realizarse% excepto en los comienzos de la $ase del dise?o Como re(la (eneral% una disciplina de dise?o "ue $a!orezca el acoplamiento de entrada7salida & el acoplamiento de control por so#re el acoplamiento por contenido & el acoplamiento h+#rido% & "ue #us"ue limitar el alcance del acoplamiento por entorno com)n es el en$o"ue m.s e$ecti!o Otras t0cnicas para reducir el acoplamiento son, Con!ertir las re$erencias impl+citas en expl+citas *o "ue puede !erse con ma&or $acilidad es m.s $.cil de comprender

SISTEMAS DE INFORMACION II Estandarización de las conexiones 8so de '#uKers' para los elementos comunicados en una conexión Si un módulo puede ser dise?ado desde el comienzo asumiendo "ue un #uKer mediar. cada corriente de comunicación% las cuestiones temporización% !elocidad% $recuencia% etc% dentro de un módulo no a$ectar.n el dise?o de otros *ocalización 8tilizado para reducir el acoplamiento por entorno com)n Consiste en di!idir el .rea com)n en re(iones para "ue los módulos solo ten(an acceso a a"uellos datos "ue les son de su estricta incum#encia