FUNDAMENTOS DEL ENFOQUE ORIENTADO A OBJETOS. Fundamentos del Enfoque orientado a Objetos. El Enfoque Orientado a Objeto se basa en cuatro principios que constituyen la base de todo desarrollo orientado a objetos. Estos principios son: la Abstracción, el Encapsulamiento, la Modularidad y la Herencia. Fundamento 1: Abstracción Es el principio de ignorar aquellos aspectos de un fenómeno observado que no son relevantes, con el objetivo de concentrarse en aquellos que si lo son. Una abstracción denota las características esenciales de un objeto (datos y operaciones), que lo distingue de otras clases de objetos. Decidir el conjunto correcto de abstracciones de un determinado dominio, es el problema central del diseño orientado a objetos. Los mecanismos de abstracción son usados en el EOO para extraer y definir del medio a modelar, sus características y su comportamiento. Dentro del EOO son muy usados mecanismos de abstracción: la Generalización, la Agregación y la clasificación. La generalización es el mecanismo de abstracción mediante el cual un conjunto de clases de objetos son agrupados en una clase de nivel superior (Superclase), donde las semejanzas de las clases constituyentes (Subclases) son enfatizadas, y las diferencias entre ellas son ignoradas. En consecuencia, a través de la generalización, la superclase almacena datos generales de las subclases, y las subclases almacenan sólo datos particulares.La especialización es lo contrario de la generalización. Por ejemplo; La clase Médico es una especialización de la clase Persona, y a su vez, la clase Pediatra es una especialización de la superclase Médico. La agregación es el mecanismo de abstracción por el cual una clase de objeto es definida a partir de sus partes (otras clases de objetos). Mediante agregación se puede definir por ejemplo un computador, por descomponerse en: la CPU, la ULA, la memoria y los dispositivos periféricos. El contrario de agregación es la descomposición. La clasificación consiste en la definición de una clase a partir de un conjunto de objetos que tienen un comportamiento similar. La ejemplificación es lo contrario a la clasificación, y corresponde a la instanciación de una clase, usando el ejemplo de un objeto en particular. Fundamento 2: Encapsulamiento Es la propiedad del EOO que permite ocultar al mundo exterior la representación interna del objeto. Esto quiere decir que el objeto puede ser utilizado, pero los datos esenciales del mismo no son conocidos fuera de él. La idea central del encapsulamiento es esconder los detalles y mostrar lo relevante. Permite el ocultamiento de la información separando el aspecto correspondiente a la especificación de la implementación; de esta forma, distingue el "qué hacer" del "cómo hacer". La especificación es visible al usuario, mientras que la implementación se le
oculta. El encapsulamiento en un sistema orientado a objeto se representa en cada clase u objeto, definiendo sus atributos y métodos con los siguientes modos de acceso: Público (+): Atributos o Métodos que son accesibles fuera de la clase. Pueden ser llamados por cualquier clase, aun si no está relacionada con ella. Privado (-): Atributos o Métodos que solo son accesibles dentro de la implementación de la clase. Protegido (#): Atributos o Métodos que son accesibles para la propia clase y sus clases hijas (subclases). Los atributos y los métodos que son públicos constituyen la interfaz de la clase, es decir, lo que el mundo exterior conoce de la misma.Normalmente lo usual es que se oculten los atributos de la clase y solo sean visibles los métodos, incluyendo entonces algunos de consulta para ver los valores de los atributos. El método constructor (Nuevo, New) siempre es Público. Fundamento 3: Modularidad Es la propiedad que permite tener independencia entre las diferentes partes de un sistema. La modularidad consiste en dividir un programa en módulos o partes, que pueden ser compilados separadamente, pero que tienen conexiones con otros módulos. En un mismo módulo se suele colocar clases y objetos que guarden una estrecha relación. El sentido de modularidad está muy relacionado con el ocultamiento de información. Fundamento 4: Herencia Es el proceso mediante el cual un objeto de una clase adquiere propiedades definidas en otra clase que lo preceda en una jerarquía de clasificaciones. Permite la definición de un nuevo objeto a partir de otros, agregando las diferencias entre ellos (Programación Diferencial), evitando repetición de código y permitiendo la reusabilidad. Las clases heredan los datos y métodos de la superclase. Un método heredado puede ser sustituido por uno propio si ambos tienen el mismo nombre. La herencia puede ser simple (cada clase tiene sólo una superclase) o múltiple (cada clase puede tener asociada varias superclases). La clase Docente y la clase Estudiante heredan las propiedades de la clase Persona (superclase, herencia simple). La clase Preparador (subclase) hereda propiedades de la clase Docente y de la clase Estudiante (herencia múltiple). Fundamento 5: Polimorfismo Es una propiedad del EOO que permite que un método tenga múltiples implementaciones, que se seleccionan en base al tipo objeto indicado al solicitar la ejecución del método. El polimorfismo operacional o Sobrecarga operacional permite aplicar operaciones con igual nombre a diferentes clases o están relacionados en términos de inclusión. En este tipo de polimorfismo, los métodos son interpretados en el
contexto del objeto particular, ya que los métodos con nombres comunes son implementados de diferente manera dependiendo de cada clase. Por ejemplo, el área de un cuadrado, rectángulo y círculo, son calculados de manera distinta; sin embargo, en sus clases respectivas puede existir la implementación del área bajo el nombre común Área. En la práctica y dependiendo del objeto que llame al método, se usará el código correspondiente. Ejemplos: Superclase: Clase Animal Subclases: Clases Mamífero, Ave, Pez. Se puede definir un método Comer en cada subclase, cuya implementación cambia de acuerdo a la clase invocada, sin embargo el nombre del método es el mismo. Mamifero.Comer ≠ Ave.Comer ≠ Pez.Comer Otro ejemplo de polimorfismo es el operador +. Este operador tiene dos funciones diferentes de acuerdo al tipo de dato de los operandos a los que se aplica. Si los dos elementos son numéricos, el operador + significa suma algebraica de los mismos, en cambio si por lo menos uno de los operandos es un String o Carácter, el operador es la concatenación de cadenas de caracteres. Características del Enfoque Orientado a Objetos. Las características siguientes son las más importantes: Abstracción: Denota las características esenciales de un objeto, donde se capturan sus comportamientos.Cada objeto en el sistema sirve como modelo de un "agente" abstracto que puede realizar trabajo, informar y cambiar su estado, y "comunicarse" con otros objetos en el sistema sin revelar cómo se implementan estas características. Los procesos, las funciones o los métodos pueden también ser abstraídos y cuando lo están, una variedad de técnicas son requeridas para ampliar una abstracción.El proceso de abstracción permite seleccionar las características relevantes dentro de un conjunto e identificar comportamientos comunes para definir nuevos tipos de entidades en el mundo real. La abstracción es clave en el proceso de análisis y diseño orientado a objetos, ya que mediante ella podemos llegar a armar un conjunto de clases que permitan modelar la realidad o el problema que se quiere atacar. Encapsulamiento: Significa reunir a todos los elementos que pueden considerarse pertenecientes a una misma entidad, al mismo nivel de abstracción. Esto permite aumentar la cohesión de los componentes del sistema. Algunos autores confunden este concepto con el principio de ocultación, principalmente porque se suelen emplear conjuntamente. Modularidad: Se denomina Modularidad a la propiedad que permite subdividir una aplicación en partes más pequeñas (llamadas módulos), cada una de las cuales debe ser tan independiente como sea posible de la aplicación en sí y de las restantes partes. Estos módulos se pueden compilar por separado, pero tienen conexiones con otros
módulos. Al igual que la encapsulación, los lenguajes soportan la Modularidad de diversas formas. Principio de ocultación: Cada objeto está aislado del exterior, es un módulo natural, y cada tipo de objeto expone una interfaz a otros objetos que específica cómo pueden interactuar con los objetos de la clase. El aislamiento protege a las propiedades de un objeto contra su modificación por quien no tenga derecho a acceder a ellas, solamente los propios métodos internos del objeto pueden acceder a su estado. Esto asegura que otros objetos no pueden cambiar el estado interno de un objeto de maneras inesperadas, eliminando efectos secundarios e interacciones inesperadas. Algunos lenguajes relajan esto, permitiendo un acceso directo a los datos internos del objeto de una manera controlada y limitando el grado de abstracción. La aplicación entera se reduce a un agregado o rompecabezas de objetos. Polimorfismo: Comportamientos diferentes, asociados a objetos distintos, pueden compartir el mismo nombre, al llamarlos por ese nombre se utilizará el comportamiento correspondiente al objeto que se esté usando. O dicho de otro modo, las referencias y las colecciones de objetos pueden contener objetos de diferentes tipos, y la invocación de un comportamiento en una referencia producirá el comportamiento correcto para el tipo real del objeto referenciado. Cuando esto ocurre en "tiempo de ejecución", esta última característica se llama asignación tardía o asignación dinámica. Algunos lenguajes proporcionan medios más estáticos (en "tiempo de compilación") de polimorfismo, tales como las plantillas y la sobrecarga de operadores de C++. Herencia: Las clases no están aisladas, sino que se relacionan entre sí, formando una jerarquía de clasificación. Los objetos heredan las propiedades y el comportamiento de todas las clases a las que pertenecen. La herencia organiza y facilita el polimorfismo y el encapsulamiento permitiendo a los objetos ser definidos y creados como tipos especializados de objetos preexistentes. Estos pueden compartir (y extender) su comportamiento sin tener que volver a implementarlo. Esto suele hacerse habitualmente agrupando los objetos en clases y estas en árboles o enrejados que reflejan un comportamiento común. Cuando un objeto hereda de más de una clase se dice que hay herencia múltiple. Recolección de basura: La recolección de basura o garbage collector es la técnica por la cual el entorno de objetos se encarga de destruir automáticamente, y por tanto desvincular la memoria asociada, los objetos que hayan quedado sin ninguna referencia a ellos. Esto significa que el programador no debe preocuparse por la asignación o liberación de memoria, ya que el entorno la asignará al crear un nuevo objeto y la liberará cuando nadie lo esté usando. En la mayoría de los lenguajes híbridos que se extendieron para soportar el Paradigma de Programación Orientada a Objetos como C+ + u Object Pascal, esta característica no existe y la memoria debe desasignarse manualmente. Componentes fundamentales del Enfoque Orientado a Objetos.
Clase: Definiciones de las propiedades y comportamiento de un tipo de objeto concreto. La instanciación es la lctura de estas definiciones y la creación de un objeto a partir de ellas. Herencia: (Por ejemplo, herencia de la clase C a la clase D) Es la facilidad mediante la cual la clase D hereda en ella cada uno de los atributos y operaciones de C, como si esos atributos y operaciones hubiesen sido definidos por la misma D. Por lo tanto, puede usar los mismos métodos y variables publicas declaradas en C. Los componentes registrados como "privados" (private) también se heredan, pero como no pertenecen a la clase, se mantienen escondidos al programador y sólo pueden ser accedidos a través de otros métodos públicos. Esto es así para mantener hegemónico el ideal de OOP. Objeto: Entidad provista de un conjunto de propiedades o atributos (datos) y de comportamiento o funcionalidad (métodos) los mismos que consecuentemente reaccionan a eventos. Se corresponde con los objetos reales del mundo que nos rodea, o a objetos internos del sistema (del programa). Es una instancia a una clase. Método: Algoritmo asociado a un objeto (o a una clase de objetos), cuya ejecución se desencadena tras la recepción de un "mensaje". Desde el punto de vista del comportamiento, es lo que el objeto puede hacer. Un método puede producir un cambio en las propiedades del objeto, o la generación de un "evento" con un nuevo mensaje para otro objeto del sistema. Evento: Es un suceso en el sistema (tal como una interacción del usuario con la máquina, o un mensaje enviado por un objeto). El sistema maneja el evento enviando el mensaje adecuado al objeto pertinente. También se puede definir como evento, a la reacción que puede desencadenar un objeto, es decir la acción que genera. Mensaje: Una comunicación dirigida a un objeto, que le ordena que ejecute uno de sus métodos con ciertos parámetros asociados al evento que lo generó. Propiedad o atributo: Contenedor de un tipo de datos asociados a un objeto (o a una clase de objetos), que hace los datos visibles desde fuera del objeto y esto se define como sus características predeterminadas, y cuyo valor puede ser alterado por la ejecución de algún método. Estado interno: Es una variable que se declara privada, que puede ser únicamente accedida y alterada por un método del objeto, y que se utiliza para indicar distintas situaciones posibles para el objeto (o clase de objetos). No es visible al programador que maneja una instancia de la clase. Componentes de un objeto: Atributos, identidad, relaciones y métodos. Identificación de un objeto: Un objeto se representa por medio de una tabla o entidad que esté compuesta por sus atributos y funciones correspondientes. Reusabilidad de componentes. Una vez que una clase ha sido escrita, creada y depurada, se puede distribuir a otros programadores para utilizar en sus propios programas. Esta propiedad se llama reusabilidad o reutilización. Su concepto es similar a las funciones incluidas en las bibliotecas de funciones de un lenguaje procedimental como C que se pueden
incorporar en diferentes programas. En C++, el concepto de herencia proporciona una extensión o ampliación al concepto de reusabilidad. Un programador puede considerar una clase existente y sin modificarla, añadir competencias y propiedades adicionales a ella. Esto se consigue derivando una nueva clase de una ya existente. La nueva clase heredará las características de la clase antigua, pero es libre de añadir nuevas características propias. La facilidad de reutilizar o rehusar el software existente es uno de los grandes beneficios de la POO: muchas empresas consiguen con la reutilización de clase en nuevos proyectos la reducción de los costes de inversión en sus presupuestos de programación. Las propiedades comunes de varias clases sólo necesitan ser implementadas una vez y sólo necesitan modificarse una vez si es necesario. ESTÁNDARES EN EL PROCESO DE DESARROLLO DE SOFTWARE La gran cantidad de organizaciones de desarrollo de software implementan metodologías para el proceso de desarrollo. Muchas de estas organizaciones pertenecen a la industria armamentística, que en los Estados Unidos necesita un certificado basado en su modelo de procesos para poder obtener un contrato. El estándar internacional que regula el método de selección, implementación y monitoreo del ciclo de vida del software es ISO 12207. Durante décadas se ha perseguido la meta de encontrar procesos reproducibles y predecibles que mejoren la productividad y la calidad. Algunas de estas soluciones intentan sistematizar o formalizar la aparentemente desorganizada tarea de desarrollar software. Otros aplican técnicas de gestión de proyectos para la creación del software. Sin una gestión del proyecto, los proyectos de software corren el riesgo de demorarse o consumir un presupuesto mayor que el planeado. Dada la cantidad de proyectos de software que no cumplen sus metas en términos de funcionalidad, costes o tiempo de entrega, una gestión de proyectos efectiva es algo que a menudo falta. Planificación. La importante tarea a la hora de crear un producto de software es obtener los requisitos o el análisis de los requisitos. Los clientes suelen tener una idea más bien abstracta del resultado final, pero no sobre las funciones que debería cumplir el software. Una vez que se hayan recopilado los requisitos del cliente, se debe realizar un análisis del ámbito del desarrollo. Este documento se conoce como especificación funcional. Implementación, pruebas y documentación. La implementación es parte del proceso en el que los ingenieros de software programan el código para el proyecto. Las pruebas de software son parte esencial del proceso de desarrollo del software. Esta parte del proceso tiene la función de detectar los errores de software lo antes posible. La documentación del diseño interno del software con el objetivo de facilitar su mejora y su mantenimiento se realiza a lo largo del proyecto. Esto puede incluir la documentación de un API, tanto interior como exterior.
Despliegue y mantenimiento. El despliegue comienza cuando el código ha sido suficientemente probado, ha sido aprobado para su liberación y ha sido distribuido en el entorno de producción. Entrenamiento y soporte para el software es de suma importancia y algo que muchos desarrolladores de software descuidan. Los usuarios, por naturaleza, se oponen al cambio porque conlleva una cierta inseguridad, es por ello que es fundamental instruir de forma adecuada a los futuros usuarios del software. El mantenimiento y mejora del software de un software con problemas recientemente desplegado puede requerir más tiempo que el desarrollo inicial del software. Es posible que haya que incorporar código que no se ajusta al diseño original con el objetivo de solucionar un problema o ampliar la funcionalidad para un cliente. Si los costes de mantenimiento son muy elevados puede que sea oportuno rediseñar el sistema para poder contener los costes de mantenimiento.
Codificar y corregir. Este es el modelo básico utilizado en los inicios del desarrollo de software. Contiene dos pasos: Escribir código. Corregir problemas en el código. Se trata de primero implementar algo de código y luego pensar acerca de requisitos, diseño, validación, y mantenimiento. Este modelo tiene tres problemas principales: Después de un número de correcciones, el código puede tener una muy mala estructura, hace que los arreglos sean muy costosos. Frecuentemente, aún el software bien diseñado, no se ajusta a las necesidades del usuario, por lo que es rechazado o su reconstrucción es muy cara. El código es difícil de reparar por su pobre preparación para probar y modificar. Modelo en cascada. El primer modelo de desarrollo de software que se publicó se derivó de otros procesos de ingeniería. Éste toma las actividades fundamentales del proceso de especificación, desarrollo, validación y evolución y las representa como fases separadas del proceso. El modelo en cascada consta de las siguientes fases: 1. Definición de los requisitos: Los servicios, restricciones y objetivos son establecidos con los usuarios del sistema. Se busca hacer esta definición en detalle. 2. Diseño de software: Se particiona el sistema en sistemas de software o hardware. Se establece la arquitectura total del sistema. Se identifican y describen las abstracciones y relaciones de los componentes del sistema. 3. Implementación y pruebas unitarias: Construcción de los módulos y unidades de software. Se realizan pruebas de cada unidad. 4. Integración y pruebas del sistema: Se integran todas las unidades. Se prueban en conjunto. Se entrega el conjunto probado al cliente. 5. Operación y mantenimiento: Generalmente es la fase más larga. El sistema es puesto en marcha y se realiza la corrección de errores descubiertos. Se realizan mejoras de implementación. Se identifican nuevos requisitos. Cada fase tiene como resultado documentos que deben ser aprobados por el usuario. Una fase no comienza hasta que termine la fase anterior y generalmente se incluye la corrección de los problemas encontrados en fases previas.
Desarrollo evolutivo. La idea detrás de este modelo es el desarrollo de una implantación del sistema inicial, exponerla a los comentarios del usuario, refinarla en N versiones hasta que se desarrolle el sistema adecuado. En la Figura se observa cómo las actividades concurrentes: especificación, desarrollo y validación, se realizan durante el desarrollo de las versiones hasta llegar al producto final. Una ventaja de este modelo es que se obtiene una rápida realimentación del usuario, ya que las actividades de especificación, desarrollo y pruebas se ejecutan en cada iteración.
Existen dos tipos de desarrollo evolutivo: Desarrollo Exploratorio: El objetivo de este enfoque es explorar con el usuario los requisitos hasta llegar a un sistema final. El desarrollo comienza con las partes que se
tiene más claras. El sistema evoluciona conforme se añaden nuevas características propuestas por el usuario. Enfoque utilizando prototipos: El objetivo es entender los requisitos del usuario y trabajar para mejorar la calidad de los requisitos. A diferencia del desarrollo exploratorio, se comienza por definir los requisitos que no están claros para el usuario y se utiliza un prototipo para experimentar con ellos. El prototipo ayuda a terminar de definir estos requisitos. Entre los puntos favorables de este modelo están: La especificación puede desarrollarse de forma creciente. Los usuarios y desarrolladores logran un mejor entendimiento del sistema. Esto se refleja en una mejora de la calidad del software. Es más efectivo que el modelo de cascada, ya que cumple con las necesidades inmediatas del cliente. Desde una perspectiva de ingeniería y administración se identifican los siguientes problemas: Proceso no Visible: Los administradores necesitan entregas para medir el progreso. Si el sistema se necesita desarrollar rápido, no es efectivo producir documentos que reflejen cada versión del sistema. Sistemas pobremente estructurados: Los cambios continuos pueden ser perjudiciales para la estructura del software haciendo costoso el mantenimiento. Se requieren técnicas y herramientas: Para el rápido desarrollo se necesitan herramientas que pueden ser incompatibles con otras o que poca gente sabe utilizar. Este modelo es efectivo en proyectos pequeños (menos de 100.000 líneas de código) o medianos (hasta 500.000 líneas de código) con poco tiempo para su desarrollo y sin generar documentación para cada versión. Para proyectos largos es mejor combinar lo mejor del modelo de cascada y evolutivo: se puede hacer un prototipo global del sistema y posteriormente reimplementarlo con un acercamiento más estructurado. Los subsistemas con requisitos bien definidos y estables se pueden programar utilizando cascada y la interfaz de usuario se puede especificar utilizando un enfoque exploratorio. Desarrollo formal de sistemas. Este modelo se basa en transformaciones formales de los requisitos hasta llegar a un programa ejecutable. Se distinguen dos fases globales: especificación (incluyendo validación) y transformación. Las características principales de este paradigma son: la especificación es formal y ejecutable constituye el primer prototipo del sistema), la
especificación es validada mediante prototipación. Posteriormente, a través de transformaciones formales la especificación se convierte en la implementación del sistema, en el último paso de transformación se obtiene una implementación en un lenguaje de programación determinado. , el mantenimiento se realiza sobre la especificación (no sobre el código fuente), la documentación es generada automáticamente y el mantenimiento es realizado por repetición del proceso (no mediante parches sobre la implementación). Observaciones sobre el desarrollo formal de sistemas: Permite demostrar la corrección del sistema durante el proceso de transformación. Así, las pruebas que verifican la correspondencia con la especificación no son necesarias. Es atractivo sobre todo para sistemas donde hay requisitos de seguridad y confiabilidad importantes. Requiere desarrolladores especializados y experimentados en este proceso para llevarse a cabo. Desarrollo basado en reutilización. Como su nombre lo indica, es un modelo fuertemente orientado a la reutilización. Este modelo consta de 4 fases ilustradas en la Figura 9. A continuación se describe cada fase: 1. Análisis de componentes: Se determina qué componentes pueden ser utilizados para el sistema en cuestión. Casi siempre hay que hacer ajustes para adecuarlos. 2. Modificación de requisitos: Se adaptan (en lo posible) los requisitos para concordar con los componentes de la etapa anterior. Si no se puede realizar modificaciones en los requisitos, hay que seguir buscando componentes más adecuados (fase 1). 3. Diseño del sistema con reutilización: Se diseña o reutiliza el marco de trabajo para el sistema. Se debe tener en cuenta los componentes localizados en la fase 2 para diseñar o determinar este marco. 4. Desarrollo e integración: El software que no puede comprarse, se desarrolla. Se integran los componentes y subsistemas. La integración es parte del desarrollo en lugar de una actividad separada. Ventajas de este modelo: Disminuye el costo y esfuerzo de desarrollo. Reduce el tiempo de entrega. Disminuye los riesgos durante el desarrollo.
Desventajas de este modelo: Los “compromisos” en los requisitos son inevitables, por lo cual puede que el software no cumpla las expectativas del cliente. Las actualizaciones de los componentes adquiridos no están en manos de los desarrolladores del sistema. Procesos iterativos: A continuación se expondrán dos enfoques híbridos, especialmente diseñados para el soporte de las iteraciones: Desarrollo Incremental. Desarrollo en Espiral. Desarrollo incremental. Sugirió el enfoque incremental de desarrollo como una forma de reducir la repetición del trabajo en el proceso de desarrollo y dar oportunidad de retrasar la toma de decisiones en los requisitos hasta adquirir experiencia con el sistema Es una combinación del Modelo de Cascada y Modelo Evolutivo.Reduce el rehacer trabajo durante el proceso de desarrollo y da oportunidad para retrasar las decisiones hasta tener experiencia en el sistema. Durante el desarrollo de cada incremento se puede utilizar el modelo de cascada o evolutivo, dependiendo del conocimiento que se tenga sobre los requisitos a implementar. Si se tiene un buen conocimiento, se puede optar por cascada, si es dudoso, evolutivo.
Entre las ventajas del modelo incremental se encuentran: Los clientes no esperan hasta el fin del desarrollo para utilizar el sistema. Pueden empezar a usarlo desde el primer incremento. Los clientes pueden aclarar los requisitos que no tengan claros conforme ven las entregas del sistema. Se disminuye el riesgo de fracaso de todo el proyecto, ya que se puede distribuir en cada incremento. Las partes más importantes del sistema son entregadas primero, por lo cual se realizan más pruebas en estos módulos y se disminuye el riesgo de fallos. Algunas de las desventajas identificadas para este modelo son: Cada incremento debe ser pequeño para limitar el riesgo (menos de 20.000 líneas). Cada incremento debe aumentar la funcionalidad. Es difícil establecer las correspondencias de los requisitos contra los incrementos. Es difícil detectar las unidades o servicios genéricos para todo el sistema. Desarrollo en espiral. El modelo de desarrollo en espiral. Es actualmente uno de los más conocidos y fue propuesto por Boehm .El ciclo de desarrollo se representa como una espiral, en lugar de una serie de actividades sucesivas con retrospectiva de una actividad a otra. Cada ciclo de desarrollo se divide en cuatro fases: 1. Definición de objetivos: Se definen los objetivos. Se definen las restricciones del proceso y del producto. Se realiza un diseño detallado del plan administrativo. Se identifican los riesgos y se elaboran estrategias alternativas dependiendo de estos. 2. Evaluación y reducción de riesgos: Se realiza un análisis detallado de cada riesgo identificado. Pueden desarrollarse prototipos para disminuir el riesgo de requisitos dudosos. Se llevan a cabo los pasos para reducir los riesgos. 3. Desarrollo y validación: Se escoge el modelo de desarrollo después de la evaluación del riesgo. El modelo que se utilizará (cascada, sistemas formales, evolutivo, etc.) depende del riesgo identificado para esa fase. 4. Planificación: Se determina si continuar con otro ciclo. Se planea la siguiente fase del proyecto. Este modelo a diferencia de los otros toma en consideración explícitamente el riesgo, esta es una actividad importante en la administración del proyecto.
El ciclo de vida inicia con la definición de los objetivos. De acuerdo a las restricciones se determinan distintas alternativas. Se identifican los riesgos al sopesar los objetivos contra las alternativas. Se evalúan los riesgos con actividades como análisis detallado, simulación, prototipos, etc. Se desarrolla un poco el sistema. Se planifica la siguiente fase.
Metodologías para desarrollo de software. Un proceso de software detallado y completo suele denominarse “Metodología”. Las metodologías se basan en una combinación de los modelos de proceso genéricos (cascada, evolutivo, incremental, etc.). Adicionalmente una metodología debería definir con precisión los artefactos, roles y actividades involucrados, junto con prácticas y técnicas recomendadas, guías de adaptación de la metodología al proyecto, guías para uso de herramientas de apoyo, etc. Habitualmente se utiliza el término “método” para referirse a técnicas, notaciones y guías asociadas, que son aplicables a una (o algunas) actividades del proceso de desarrollo, por ejemplo, suele hablarse de métodos de análisis y/o diseño. La comparación y/o clasificación de metodologías no es una tarea sencilla debido a la diversidad de propuestas y diferencias en el grado de detalle, información disponible y alcance de cada una de ellas. A grandes rasgos, si tomamos como criterio las notaciones utilizadas para especificar artefactos producidos en actividades de análisis y diseño, podemos clasificar las metodologías en dos grupos: Metodologías Estructuradas y Metodologías Orientadas a Objetos. Por otra parte, considerando su filosofía de desarrollo, aquellas metodologías con mayor énfasis en la planificación y control del proyecto, en especificación precisa de requisitos y modelado, reciben el
apelativo de Metodologías Tradicionales (o peyorativamente denominada Metodologías Pesadas, o Peso Pesado). Otras metodologías, denominadas Metodologías Ágiles, están más orientadas a la generación de código con ciclos muy cortos de desarrollo, se dirigen a equipos de desarrollo pequeños, hacen especial hincapié en aspectos humanos asociados al trabajo en equipo e involucran activamente al cliente en el proceso. Rapid Application Development (RAD). El desarrollo rápido de aplicaciones (RAD) es una metodología de desarrollo de software, que implica el desarrollo interativo y la construcción de prototipos. El desarrollo rápido de aplicaciones es un término originalmente utilizado para describir un proceso de desarrollo de software introducido por James Martin en 1991. Principios básicos: Objetivo clave es para un rápido desarrollo y entrega de una alta calidad en un sistema de relativamente bajo coste de inversión. Intenta reducir los riesgos inherentes del proyecto partiéndolo en segmentos más pequeños y proporcionar más facilidad de cambio durante el proceso de desarrollo. Orientación dedicada a producir sistemas de alta calidad con rapidez, principalmente mediante el uso de iteración por prototipos (en cualquier etapa de desarrollo), promueve la participación de los usuarios y el uso de herramientas de desarrollo computarizadas. Estas herramientas pueden incluir constructores de Interfaz gráfica de usuario (GUI), Computer Aided Software Engineering (CASE) las herramientas, los sistemas de gestión de bases de datos (DBMS), lenguajes de programación de cuarta generación, generadores de código, y técnicas orientada a objetos. Hace especial hincapié en el cumplimiento de la necesidad comercial, mientras que la ingeniería tecnológica o la excelencia es de menor importancia. Control de proyecto implica el desarrollo de prioridades y la definición de los plazos de entrega. Si el proyecto empieza a aplazarse, se hace hincapié en la reducción de requisitos para el ajuste, no en el aumento de la fecha límite. En general incluye Joint application development (JAD), donde los usuarios están intensamente participando en el diseño del sistema, ya sea a través de la creación de consenso estructurado en talleres, o por vía electrónica. La participación activa de los usuarios es imprescindible. Iterativamente realiza la producción de software, en lugar de enfocarse en un prototipo. Produce la documentación necesaria para facilitar el futuro desarrollo y mantenimiento.
DOCUMENTACIÓN Y ARTEFACTOS Documentación. La documentación es la debilidad más frecuente en productos e instalaciones informáticos. Los actores que intervienen en el ciclo de vida del software desempeñan diversos roles. Arquitectos, diseñadores, analistas, programadores, implementadores, administradores o auditores son quienes explicitan distintos aspectos de los productos y procesos. El código fuente del software, la estructura de datos y los enlaces de comunicaciones constituyen en conjunto el paradigma de la documentación informática. Sin embargo, cuando los modelos de arquitectura, estructuras y especificaciones de diseño no los vinculan, sólo pueden acceder a éstos dificultosamente los iniciados. Hay buenas prácticas para escribir código fuente pero, las condiciones y circunstancias de cada programa y sistema son tan diversas que, las exigencias habituales se reducen a que funcione razonablemente. Artefactos. Artefactos, de acuerdo con RUP, es una pieza de información producida, modificada o utilizada por un proceso. Artefacto son los productos tangibles del proyecto, las cosas
que los proyectos producen o utilizan mientras se trabaja hacia el producto final. Los artefactos son insumos utilizados para realizar actividades y, son los resultados de estas actividades. Son artefactos entregables como ejecutables, el código fuente, manuales, planes y proyectos. Productos intermedios, como documentos de arquitectura y diseño, especificaciones de requerimientos, modelos de negocios y casos de uso. De igual forma, son artefactos los elementos que componen los modelos y productos, como glosarios y diccionarios, gráficos, clases o subsistemas. También, en negocios regulados, son artefactos los instrumentos y evidencias de la gestión informática. Requisitos y Herramientas. Los requerimientos con sus especificaciones permiten diseñar y elaborar el software, proveen las glosas, términos, conceptos y definiciones necesarios para elaborar todo tipo de manuales y guías de uso del software. Cuando los requerimientos funcionales tienen marcos legales con requisitos específicos, como en los casos de entidades financieras, empresas que cotizan en bolsa o que manipulan datos personales es necesario además, documentar la gestión del software y, la operación de los sistemas y las instalaciones. Herramientas automatizadas para la administración de requerimientos, el modelado del negocios, y las plataformas de desarrollo proporcionan gran parte de la documentación de las estructuras y especificaciones de diseño para articular, mediante referencias y trazabilidad, los casos de uso, con los componentes del software y sus programas fuentes. Toda regulación de la operación informática requiere de resguardar datos y configuración, los llamados “back-up”, también la identificación del acceso a la información. Además, la regulación actual requiere evidencias de las modificaciones al software y su configuración, y registros de los incidentes ocurridos en la operación y gestión del software. Hay herramientas automatizadas para proporcionar estas evidencias, los sistemas de seguridad, de recuperación de datos ante contingencias, de control de cambios, despliegue de programas y configuración, y de seguimiento de incidentes (suelen utilizarse al menos dos sistemas de incidentes, uno para los del negocio y otro para los de operaciones e instalaciones).
Proceso Unificado de Desarrollo. El Proceso Unificado de Desarrollo Software o simplemente Proceso Unificado es un marco de desarrollo de software que se caracteriza por estar dirigido por casos de uso, centrado en la arquitectura y por ser iterativo e incremental. El refinamiento más conocido y documentado del Proceso Unificado es el Proceso Unificado de Rational o simplemente RUP. El Proceso Unificado no es simplemente un proceso, sino un marco de trabajo extensible que puede ser adaptado a organizaciones o proyectos específicos. De la misma forma, el Proceso Unificado de Rational, también es un marco de trabajo extensible, por lo que muchas veces resulta imposible decir si un refinamiento particular del proceso ha sido derivado del Proceso Unificado o del RUP. Por dicho motivo, los dos nombres suelen utilizarse para referirse a un mismo concepto. El nombre Proceso Unificado se usa para describir el proceso genérico que incluye aquellos elementos que son comunes a la mayoría de los refinamientos existentes. También permite evitar problemas legales ya que Proceso Unificado de Rational o RUP son marcas registradas por IBM (desde su compra de Rational Software Corporation en 2003). El primer libro sobre el tema se denominó, en su versión española, El Proceso Unificado de Desarrollo de Software (ISBN 84-7829-036-2) y fue publicado en 1999 por Ivar Jacobson, Grady Booch y James Rumbaugh, conocidos también por ser los desarrolladores del UML, el Lenguaje Unificado de Modelado. Desde entonces los autores que publican libros sobre el tema y que no están afiliados a Rational utilizan el término Proceso Unificado, mientras que los autores que pertenecen a Rational favorecen el nombre de Proceso Unificado de Rational. Fases de Desarrollo. Fase de Inicio. Es la fase más pequeña del proyecto e, idealmente, debe realizarse también en un periodo de tiempo pequeño (una única iteración). El hecho de llevar a cabo una fase de inicio muy larga indica que se esta realizando una especificación previa excesiva, lo que responde más a un modelo en cascada. Objetivos: o Establecer una justificación para el proyecto. o Establecer el ámbito del proyecto. o Esbozar los casos de uso y los requisitos clave que dirigirán las decisiones de diseño. o Esbozar las arquitecturas candidatas. o Identificar riesgos. o Preparar el plan del proyecto y la estimación de costes. El hito de final de fase se conoce como Hito Objetivo del Ciclo de Vida. Fase de Elaboración.
Durante esta fase se capturan la mayoría de los requisitos del sistema. Los objetivos principales de esta fase serán la identificación de riesgos y establecer y validar la arquitectura del sistema. Base de Arquitectura Ejecutable: · La arquitectura se valida a través de la implementación de una Base de Arquitectura Ejecutable: se trata de una implementación parcial del sistema que incluye los componentes principales del mismo. · Al final de la fase de elaboración la base de arquitectura ejecutable debe demostrar que soporta los aspectos clave de la funcionalidad del sistema y que muestra la conducta adecuada en términos de rendimiento, escalabilidad y coste. Al final de la fase se elabora un plan para la fase de construcción. El hito arquitectura del ciclo de vida marca el final de la fase. Fase de construcción. Es la fase más larga de proyecto. El sistema es construido en base a lo especificado en la fase de elaboración. Las características del sistema se implementan en una serie de iteraciones cortas y limitadas en el tiempo. El resultado de cada iteración es una versión ejecutable de software. El hito de capacidad operativa inicial marca el final de la fase. Fase de transición. En esta fase el sistema es desplegado para los usuarios finales. La retroalimentación recibida permite incorporar refinamientos al sistema en las sucesivas iteraciones. Esta iteración también cubre el entrenamiento de los usuarios para la utilización del sistema. El hito de lanzamiento del producto marca el final de la fase.
Disciplinas. Modelado del negocio. El objetivo es establecer un canal de comunicación entre los ingenieros del negocio y los ingenieros del software. Los ingenieros del software deben conocer la estructura y dinámica de la organización objetivo (el cliente), los problemas actuales y sus posibles mejoras. Se plasma en la identificación del modelo del dominio en el que se visualizan los aspectos básicos del dominio de aplicación. Requisitos. El objetivo es describir que es lo que tiene que hacer el sistema y poner a los desarrolladores y al cliente de acuerdo en esta descripción. Análisis y diseño. Describe como el software será realizado en la fase de implementación. Se plasma en un modelo de diseño que consiste en una serie de clases (agrupadas en paquetes y subsistemas) con interfaces bien definidos. También contiene descripciones de cómo los objetos colaboran para realizar las acciones incluidas en los casos de uso. Implementación. Se implementan las clases y objetos en términos de componentes (ficheros fuentes, binarios, ejecutables, entre otros). Prueba. Se comprueba que el funcionamiento es correcto analizando diversos aspectos: los objetos como unidades, la integración entre objetos, la implementación de todos los requisitos, entre otros. Despliegue. Se crea la versión externa del producto, se empaqueta, se distribuye y se instala en el lugar de trabajo. También se da asistencia y ayuda a los usuarios. Gestión de configuraciones y cambios.
Gestiona aspectos como los sistemas de control de versiones. Controla las peticiones de cambios clasificándolas según su estado (nueva, registrada, aprobada, asignada, completa, entre otros). Los datos se almacenan en una base de datos y se pueden obtener informes periódicos. Herramientas como Rational ClearQuest o Bugzilla. Gestión del proyecto. Encargada de definir los planes del proyecto global, los planes de fase y los planes de iteración. Entorno. Se centra en las actividades necesarias para configurar el proceso de un proyecto. El objetivo es proveer a la organización de desarrollo software de un entorno de trabajo (que incluye procedimientos y herramientas) que soporten al equipo de desarrollo.
