Resumen de Ingeniería de Software

 Las definiciones para software pueden ser varias pero lo que nos tratan de decir es que son programas que describen la operación y el uso de los  demás programas. Un software incluye: programas de ordenador, estructuras de datos y  la documentación que  acompaña el desarrollo, mantenimiento y uso de dichos programas. La diferencia del  software  a otros productos radica su propia naturaleza lógica. El hardware, lleva un proceso creativo como es el diseño, construcción, etc., esto es una cosa material, un algo físico y el  software es inmaterial por lo que tiene  características  distintas.

2.- El software no se estropea.
 

Se compara el fallo entre software y hardware y se vera que el primero no se estropea mientras que el segundo con el paso muestra fallos al inicio de su vida y esto es por la mala calidad, diseño, etc., además que con el tiempo va sufriendo deterioros. El software no es susceptible a los factores externos que hacen que el hardware se estropee. Al inicio muestra errores, por la presencia de errores no detectados en el desarrollo. Una vez corregidos, la tasa de fallos  se  mantendrá  ahí indefinidamente. El software sufre cambios en su vida, debidos al mantenimiento. Este se debe a corrección de errores o cambios en los requisitos iniciales del producto. Estos errores pueden corregirse, pero el efecto de los sucesivos cambios hace que el producto se aleje cada vez más de las especificaciones iniciales. Cuando un componente software se deteriora, no podemos sustituirlo por otro, como en el caso del hardware: no existen piezas de repuesto. Cada fallo del software indica un fallo en el diseño o en el proceso mediante el cual se transformó el diseño en código máquina ejecutable. La solución no es sustituir el componente defectuoso por otro (que sería idéntico y contendría los mismos errores) sino un nuevo diseño y desarrollo del producto. Por tanto, el mantenimiento del software tiene una complejidad mucho mayor que el mantenimiento del hardware.

3.- La mayoría del software se construye a medida.
 

El diseño de hardware se realiza, en gran medida, a base de componentes digitales existentes, cuyas características se comprueban en un catálogo y que han sido exhaustivamente probados por el fabricante y los usuarios anteriores. Estos componentes cumplen unas especificaciones claras y tienen unas interfaces definidas. El caso del software es bien distinto. No existen catálogos de componentes, y aunque determinados productos como sistemas operativos, editores, entornos de ventanas y bases de datos se venden en grandes ediciones, la mayoría del software se fabrica a medida, siendo la reutilización muy baja. Se puede comprar software ya desarrollado, pero sólo como unidades completas, no como componentes que pueden ser reensamblados para construir nuevos programas. Esto hace que el impacto de los costos de ingeniería sobre el producto final sea muy elevado, al dividirse entre un número de unidades producidas muy pequeño.
 

Se ha escrito mucho sobre reutilización del software, y han sido muchos los intentos para conseguir aumentar el nivel de reutilización, normalmente con poco éxito. Uno de los ejemplos de reutilización más típicos, que ha venido usándose desde hace tiempo, son las bibliotecas. Durante los años sesenta se empezaron a desarrollar bibliotecas de subrutinas científicas, reutilizables en una amplia gama de aplicaciones científicas y de ingeniería. La mayor parte de los lenguajes modernos incluyen bibliotecas de este tipo, así como otras para facilitar la entrada/salida y más recientemente los entornos de ventanas. Sin embargo esta aproximación no puede aplicarse fácilmente a otros problemas también de uso muy frecuente, como puede ser la búsqueda de un elemento en una estructura de datos, debido a la gran variación que existe en cuanto a la organización interna de estas estructuras y en la composición de los datos que contienen. Existen algoritmos para resolver estos problemas, pero no queda más remedio que programarlos una y otra vez, adaptándolos a cada situación particular.
 

Un nuevo intento de conseguir la reutilización se produjo con la utilización de técnicas de programación estructurada y modular. Sin embargo, se dedica por lo general poco esfuerzo al diseño de módulos lo suficientemente generales para ser reutilizables, y en todo caso, no se documentan ni se difunden todo lo que sería necesario para extender su uso, con lo que la tendencia habitual es diseñar y programar módulos muy semejantes una y otra vez.
 

La programación estructurada permite diseñar programas con una estructura más clara, y que, por tanto, sean más fáciles de entender. Esta estructura interna más clara y estudiada, permite la reutilización de módulos dentro de los programas, o incluso dentro del proyecto que se está desarrollando, pero la reutilización de código en proyectos diferentes es muy baja
  La última tendencia para conseguir la reutilización es el uso de técnicas orientadas a objetos, que permiten la programación por especialización. Los objetos, que encapsulan tanto datos como los procedimientos que los manejan - los métodos -, haciendo los detalles de implementación invisibles e irrelevantes a quien los usa, disponen de interfaces claras, los errores cometidos en su desarrollo pueden ser depurados sin que esto afecte a la corrección de otras partes del código y pueden ser heredados y reescritos parcialmente, haciendo posible su reutilización aún en situaciones no contempladas en el diseño inicial

1.4.- Aplicaciones del software.
 

El software puede aplicarse a numerosas situaciones del mundo real. En primer lugar, a todos aquellos problemas para los que se haya establecido un conjunto específico de acciones que lleven a su resolución (esto es, un algoritmo). En estos casos, utilizaremos lenguajes de programación procedimentales para implementar estos algoritmos. También puede aplicarse a situaciones en las que el problema puede describirse formalmente, por lo general en forma recursiva. En estos casos no necesitamos describir el método de resolución, es decir cómo se resuelve el problema, sino que bastará con describir en problema en sí, indicando cuál es la solución deseada, y utilizaremos lenguajes declarativos para ello.
 

También puede aplicarse a problemas que los humanos resolvemos utilizando multitud de reglas heurísticas posiblemente contradictorias, para lo cual utilizaremos un sistema experto e incluso para problemas de los cuales no tenemos una idea clara de cómo se resuelven, pero de los que conocemos cuál es la solución apropiada para algunos ejemplos de los datos de entrada. En este caso utilizaremos redes neuronales.
 En cualquier caso, es difícil establecer categorías genéricas significativas para las aplicaciones del software. Conforme aumenta la complejidad del mismo se hace más complicado establecer compartimentos nítidamente separados.

No obstante la siguiente clasificación ha venido aceptándose tradicionalmente:

Software de sistemas.

Está formado por todos aquellos programas cuya finalidad es servir al desarrollo o al funcionamiento de otros programas. Estos programas son muy variados: editores, compiladores, sistemas operativos, entornos gráficos, programas de telecomunicaciones, etc. pero se caracterizan por estar muy próximos al hardware, por ser utilizados concurrentemente por numerosos usuarios y por tratarse de programas de amplia difusión, no estando diseñados normalmente a medida. Esto permite un mayor esfuerzo en su diseño y optimización, pero también les obliga a ser muy fiables, cumpliendo estrictamente las especificaciones para las que fueron creados.

Esta formado por todos aquellos programas que miden, analizan y controlan los sucesos del mundo real a medida que ocurren, debiendo reaccionar de forma correcta a los estímulos de entrada en un tiempo máximo prefijado. Deben, por tanto, cumplir unos requisitos temporales muy estrictos y, dado que los procesos que controlan pueden ser potencialmente peligrosos, tienen que ser fiables y tolerantes a fallos. Por otro lado, no suelen ser muy complejos y precisan de poca interacción con el usuario.

El procesamiento de información de gestión constituye, casi desde los inicios de la informática la mayor de las áreas de aplicación de los ordenadores. Estos programas utilizan grandes cantidades de información almacenadas en bases de datos con objeto de facilitar las transacciones comerciales o la toma de decisiones. Además de las tareas convencionales de procesamiento de datos, en las que el tiempo de procesamiento no es crítico y los errores pueden ser corregidos a posteriori, incluyen programas interactivos que sirven de soporte a transacciones comerciales.

Software Científico y de Ingeniería.

Otro de los campos clásicos de aplicación de la informática. Se encarga de realizar complejos cálculos sobre datos numéricos de todo tipo. En este caso la corrección y exactitud de las operaciones que realizan es uno de los requisitos básicos que deben de cumplir.
  El campo del software científico y de ingeniería se ha visto ampliado últimamente con el desarrollo de los sistemas de diseño, ingeniería y fabricación asistida por ordenador (CAD, CAE y CAM), los simuladores gráficos y otras aplicaciones interactivas que lo acercan más al software de tiempo real e incluso al software de sistemas.

Software de ordenadores personales

  El uso de ordenadores personales y de uso doméstico se ha generalizado a lo largo de la pasada década. Aplicaciones típicas son los procesadores de textos, las hojas de cálculo, bases de datos, aplicaciones gráficas, juegos, etc. Son productos de amplia difusión orientados a usuarios no profesionales, por lo que entre sus requisitos se encuentran la facilidad de uso y el bajo costo.

Software Empotrado

  Software empotrado es aquel que va instalado en otros productos industriales, como por ejemplo la electrónica de consumo, dotando a estos productos de un grado de inteligencia cada vez mayor. Se aplica a todo tipo de productos, desde un vídeo doméstico hasta un misil con cabeza atómica, pasando por algunos sistemas de control de los automóviles, y realiza funciones muy diversas, que pueden ir desde complicados cálculos en tiempo real a sencillas interacciones con el usuario facilitando el manejo del aparato que los incorpora. Comparten características con el software de sistemas, el software de tiempo real, el software de ingeniería y científico y el software de ordenadores personales.

Software de Inteligencia Artificial.

El software basado en lenguajes procedimentales es útil para realizar de forma rápida y fiable operaciones que para el ser humano son tediosas e incluso inabordables. Sin embargo, es difícilmente aplicable a problemas que requieran la aplicación de funciones intelectuales más elevadas, por triviales que nos puedan parecer. El software de inteligencia artificial trata de dar respuesta a estas deficiencias, basándose en el uso de lenguajes declarativos, sistemas expertos y redes neuronales.
 Como vemos, el software permite aplicaciones muy diversas, pero en todas ellas podemos encontrar algo en común: el objetivo es que el software desempeñe una determinada función, y además, debe hacerlo cumpliendo una serie de requisitos. Esos pueden ser muy variados: corrección, fiabilidad, respuesta en un tiempo determinado, facilidad de uso, bajo costo, etc., pero siempre existen y no podemos olvidarnos de ellos a la hora de desarrollar el software.

Hemos hablado de una crisis del software. Sin embargo, por crisis entendemos normalmente un estado pasajero de inestabilidad, que tiene como resultado un cambio de estado del sistema o una vuelta al estado inicial, en caso de que se tomen las medidas para superarla. Teniendo en cuenta esto, el software, más que padecer una crisis podríamos decir que padece una enfermedad crónica. Los problemas que surgieron cuando se empezó a desarrollar software de una cierta complejidad siguen existiendo actualmente, sin que se haya avanzado mucho en los intentos de solucionarlos.
 Estos problemas son causados por las propias características del software y por los errores cometidos por quienes intervienen en su producción. Entre ellos podemos citar:

La planificación y la estimación de costos son muy imprecisas.
 A la hora de abordar un proyecto de una cierta complejidad, sea en el ámbito que sea, es frecuente que surjan imprevistos que no estaban recogidos en la planificación inicial, y como consecuencia de estos imprevistos se producirá una desviación en los costos del proyecto. Sin embargo, en el desarrollo de software lo más frecuente es que la planificación sea prácticamente inexistente, y que nunca se revise durante el desarrollo del proyecto. Sin una planificación detallada es totalmente imposible hacer una estimación de costos que tenga alguna posibilidad de cumplirse, y tampoco se pueden identificar las tareas conflictivas que pueden desviarnos de los costos previstos.
 Entre las causas de este problema podemos citar:
  No se recogen datos sobre el desarrollo de proyectos anteriores, con lo que no se acumula experiencia que pueda ser utilizada en la planificación de nuevos proyectos. Los gestores de los proyectos no están especializados en la producción de software. Tradicionalmente, los responsables del desarrollo del software han sido ejecutivos de nivel medio y alto sin conocimientos de informática, siguiendo el principio de ‘Un buen gestor puede gestionar cualquier proyecto’. Esto es cierto, pero no cabe duda de que también es necesario conocer las características específicas del software, aprender las técnicas que se aplican en su desarrollo y conocer una tecnología que evoluciona continuamente.

La productividad es baja.

  Los proyectos software tienen, por lo general, una duración mucho mayor a la esperada. Como consecuencia de esto los costos se disparan y la productividad y los beneficios disminuyen. Uno de los factores que influyen en esto, es la falta de unos propósitos claros o realistas a la hora de comenzar el proyecto. La mayoría del software se desarrolla a partir de una especificaciones ambiguas o incorrectas, y no existe apenas comunicación con el cliente hasta la entrega del producto. Debido a esto son muy frecuentes las modificaciones de las especificaciones sobre la marcha o los cambios de última hora, después de la entrega al cliente. No se realiza un estudio detallado del impacto de estos cambios y la complejidad interna de las aplicaciones crece hasta que se hacen virtualmente imposibles de mantener y cada nueva modificación, por pequeña que sea, es más costosa, y puede provocar el fallo de todo el sistema.
 

Debido a la falta de documentación sobre cómo se ha desarrollado el producto o a que las sucesivas modificaciones - también indocumentadas - han desvirtuado totalmente el diseño inicial, el mantenimiento de software puede llegar a ser una tarea imposible de realizar, pudiendo llevar más tiempo el realizar una modificación sobre el programa ya escrito que analizarlo y desarrollarlo entero de nuevo.

La calidad es mala.

 Como consecuencia de que las especificaciones son ambiguas o incluso incorrectas, y de que no se realizan pruebas exhaustivas, el software contiene numerosos errores cuando se entrega al cliente. Estos errores producen un fuerte incremento de costos durante el mantenimiento del producto, cuando ya se esperaba que el proyecto estuviese acabado. Sólo recientemente se ha empezado a tener en cuenta la importancia de la prueba sistemática y completa, y han empezado a surgir conceptos como la fiabilidad y la garantía de calidad.

El cliente queda insatisfecho.

 Debido al poco tiempo e interés que se dedican al análisis de requisitos y a la especificación del proyecto, a la falta de comunicación durante el desarrollo y a la existencia de numerosos errores en el producto que se entrega, los clientes suelen quedar muy poco satisfechos de los resultados. Consecuencia de esto es que las aplicaciones tengan que ser diseñadas y desarrolladas de nuevo, que nunca lleguen a utilizarse o que se produzca con frecuencia un cambio de proveedor a la hora de abordar un nuevo proyecto..