Se conoce como software1 al soporte lógico de un sistema informático,
que comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen
posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los
componentes físicos que son llamados hardware. La interacción entre el software
y el hardware hace operativo un ordenador (u otro dispositivo), es decir, el
Software envía instrucciones que el Hardware ejecuta, haciendo posible su funcionamiento.
Los componentes lógicos incluyen, entre muchos otros, las aplicaciones
informáticas, tales como el procesador de texto,
que permite al usuario realizar todas las tareas concernientes a la edición de
textos; el llamado software de sistema, tal como el sistema operativo, que básicamente permite al
resto de los programas funcionar adecuadamente, facilitando también la
interacción entre los componentes físicos y el resto de las aplicaciones, y
proporcionando una interfaz con
el usuario.2
El software en su gran mayoría, está escrito en lenguajes
de programación de alto nivel, ya que son más fáciles y
eficientes para que los programadores los
usen, porque son más cercanos al Lenguaje natural respecto del lenguaje de máquina.3 Los lenguajes de alto nivel se
traducen a lenguaje de máquina utilizando un compilador o un intérprete,
o bien una combinación de ambos. El software también puede estar escrito
en lenguaje ensamblador ,
que es de bajo nivel y tiene una alta correspondencia con las instrucciones de
lenguaje máquina; se traduce al lenguaje de la máquina utilizando un ensamblador.
El anglicismo software es
el más ampliamente difundido al referirse a este concepto, especialmente en
la jerga técnica;
en tanto que el término sinónimo «logicial», derivado del término francés logiciel,
es utilizado mayormente en países y zonas de influencia francesa.
Etimología
Software (pronunciación AFI:[ˈsɒftwɛəʳ]) es una palabra proveniente
del inglés, que en
español no posee una traducción adecuada al contexto, por lo cual se la utiliza
asiduamente sin traducir y así fue admitida por la Real Academia
Española (RAE).4 Aunque puede no ser estrictamente lo
mismo, suele sustituirse por expresiones tales como programas
(informáticos) o aplicaciones (informáticas) o soportes
lógicos.5
Software es lo que se denomina producto en ingeniería de software.6
Definición
de software
Considerando esta definición, el concepto de software va
más allá de los programas de computación en sus distintos estados: código fuente, binario o ejecutable;
también su documentación, los datos a procesar e incluso la información de
usuario forman parte del software: es decir, abarca todo lo
intangible, todo lo «no físico» relacionado.
El término software fue usado por primera vez
en este sentido por John W. Tukey en 1957.
En la ingeniería de software y las ciencias de la
computación, el software es toda la información procesada por los sistemas informáticos:
programas y datos.
El concepto de leer diferentes secuencias de instrucciones (programa)
desde la memoria de
un dispositivo para controlar los cálculos fue introducido por Charles Babbage como parte de su máquina diferencial.
La teoría que forma la base de la mayor parte del software moderno
fue propuesta por Alan Turing en
su ensayo de 1936, «Los números computables», con una aplicación al problema de
decisión.
Clasificación
del software
Si bien esta distinción es, en cierto modo, arbitraria, y a
veces confusa, a los fines prácticos se puede clasificar al software en
tres tipos:
·
Software de sistema: Su
objetivo es desvincular adecuadamente al usuario y al programador de los
detalles del sistema informático en particular que se use, aislándolo
especialmente del procesamiento referido a las características internas de:
memoria, discos, puertos y dispositivos de comunicaciones, impresoras,
pantallas, teclados, etc. El software de sistema le procura al
usuario y programador adecuadas interfaces de alto nivel, controladores,
herramientas y utilidades de apoyo que permiten el mantenimiento del sistema global. Incluye
entre otros:
·
Software de programación: Es
el conjunto de herramientas que permiten al programador desarrollar programas de
informática, usando diferentes alternativas y lenguajes de
programación, de una manera práctica. Incluyen en forma básica:
o Entornos
de desarrollo integrados (IDE):
Agrupan las anteriores herramientas, usualmente en un entorno visual, de forma
tal que el programador no necesite introducir múltiples comandos para
compilar, interpretar, depurar,
etc. Habitualmente cuentan con una avanzada interfaz
gráfica de usuario (GUI).
·
Software de aplicación: Es
aquel que permite a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas específicas,
en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido, con
especial énfasis en los negocios. Incluye entre muchos otros:
o Aplicaciones
para Control de sistemas y automatización industrial
o Telecomunicaciones (por
ejemplo Internet y toda su estructura lógica)
Proceso de
creación del software
Se define como «proceso» al conjunto ordenado de pasos a seguir
para llegar a la solución de un problema u obtención de un producto, en este
caso particular, para lograr un producto software que resuelva
un problema específico.
El proceso de creación de software puede llegar
a ser muy complejo, dependiendo de su porte, características y criticidad del
mismo. Por ejemplo la creación de un sistema operativo es una tarea que
requiere proyecto, gestión, numerosos recursos y todo un equipo disciplinado de
trabajo. En el otro extremo, si se trata de un sencillo programa (por ejemplo,
la resolución de una ecuación de segundo orden), éste puede ser realizado por
un solo programador (incluso aficionado) fácilmente. Es así que normalmente se
dividen en tres categorías según su tamaño (líneas de código)
o costo: de «pequeño», «mediano» y «gran porte». Existen varias metodologías
para estimarlo, una de las más populares es el sistema COCOMO que provee métodos y un software (programa)
que calcula y provee una aproximación de todos los costos de producción en un
«proyecto software» (relación horas/hombre, costo monetario,
cantidad de líneas fuente de acuerdo a lenguaje usado, etc.).
Considerando los de gran porte, es necesario realizar complejas
tareas, tanto técnicas como de gerencia, una fuerte gestión y análisis diversos
(entre otras cosas), la complejidad de ello ha llevado a que desarrolle una
ingeniería específica para tratar su estudio y realización: es conocida como ingeniería de Software.
En tanto que en los de mediano porte, pequeños equipos de
trabajo (incluso un avezado analista-programador solitario) pueden
realizar la tarea. Aunque, siempre en casos de mediano y gran porte (y a veces
también en algunos de pequeño porte, según su complejidad), se deben seguir
ciertas etapas que son necesarias para la construcción del software.
Tales etapas, si bien deben existir, son flexibles en su forma de aplicación,
de acuerdo a la metodología o proceso
de desarrollo escogido y utilizado por el equipo de desarrollo
o por el analista-programador solitario (si fuere el caso).
Los «procesos de desarrollo de software» poseen
reglas preestablecidas, y deben ser aplicados en la creación del software de
mediano y gran porte, ya que en caso contrario lo más seguro es que el proyecto
no logre concluir o termine sin cumplir los objetivos previstos, y con variedad
de fallos inaceptables (fracasan, en pocas palabras). Entre tales «procesos»
los hay ágiles o livianos (ejemplo XP),
pesados y lentos (ejemplo RUP), y variantes intermedias.
Normalmente se aplican de acuerdo al tipo y porte del software a
desarrollar, a criterio del líder (si lo hay) del equipo de desarrollo. Algunos
de esos procesos son Programación Extrema (en
inglés eXtreme Programming o XP), Proceso
Unificado de Rational (en inglés Rational Unified Process o
RUP), Feature Driven Development (FDD),
etc.
Cualquiera sea el «proceso» utilizado y aplicado al desarrollo
del software (RUP, FDD, XP, etc), y casi independientemente de
él, siempre se debe aplicar un «modelo de ciclo de vida».8
Se estima que, del total de proyectos software grandes
emprendidos, un 28 % fracasan, un 46 % caen en severas modificaciones
que lo retrasan y un 26 % son totalmente exitosos.9
Cuando un proyecto fracasa, rara vez es debido a fallas
técnicas, la principal causa de fallos y fracasos es la falta de aplicación de
una buena metodología o proceso de desarrollo. Entre otras, una fuerte
tendencia, desde hace pocas décadas, es mejorar las metodologías o procesos de
desarrollo, o crear nuevas y concientizar a los profesionales de la informática a su utilización adecuada.
Normalmente los especialistas en el estudio y desarrollo de estas áreas
(metodologías) y afines (tales como modelos y hasta la gestión misma de los
proyectos) son los ingenieros en software, es su orientación. Los
especialistas en cualquier otra área de desarrollo informático (analista,
programador, Lic. en informática, ingeniero en informática, ingeniero de
sistemas, etc.) normalmente aplican sus conocimientos especializados pero
utilizando modelos, paradigmas y procesos ya elaborados.
Es común para el desarrollo de software de
mediano porte que los equipos humanos involucrados apliquen «metodologías
propias», normalmente un híbrido de los procesos anteriores y a veces con
criterios propios.
El proceso de desarrollo puede involucrar numerosas y variadas
tareas,8 desde lo administrativo, pasando por
lo técnico y hasta la gestión y el gerenciamiento. Pero, casi rigurosamente,
siempre se cumplen ciertas etapas mínimas; las que se pueden
resumir como sigue:
·
Captura, elicitación,10 especificación y análisis de requisitos (ERS)
·
Diseño
·
Pruebas (unitarias y de integración)
·
Instalación y paso a producción
En las anteriores etapas pueden variar ligeramente sus nombres,
o ser más globales, o contrariamente, ser más refinadas; por ejemplo indicar
como una única fase (a los fines documentales e interpretativos) de «análisis y
diseño»; o indicar como «implementación» lo que está dicho como «codificación»;
pero en rigor, todas existen e incluyen, básicamente, las mismas tareas
específicas.
En el apartado 4 del presente artículo se brindan mayores
detalles de cada una de las etapas indicadas.
Modelos de
proceso o ciclo de vida[editar]
Para cada una de las fases o etapas listadas en el ítem
anterior, existen sub-etapas (o tareas). El modelo de proceso o modelo de ciclo de vida utilizado
para el desarrollo, define el orden de las tareas o actividades involucradas,8 también define la coordinación entre
ellas, y su enlace y realimentación. Entre los más conocidos se puede
mencionar: modelo en cascada o
secuencial, modelo espiral, modelo
iterativo incremental. De los antedichos hay a su vez algunas variantes
o alternativas, más o menos atractivas según sea la aplicación requerida y sus
requisitos.9
Modelo cascada
Este, aunque es más comúnmente conocido como modelo en cascada es también llamado
«modelo clásico», «modelo tradicional» o «modelo lineal secuencial».
El modelo en cascada puro «difícilmente se utiliza tal cual»,
pues esto implicaría un previo y absoluto conocimiento de los
requisitos, la no volatilidad de los mismos (o rigidez) y etapas subsiguientes
libres de errores; ello sólo podría ser aplicable a escasos y pequeños sistemas
a desarrollar. En estas circunstancias, el paso de una etapa a otra de las
mencionadas sería sin retorno, por ejemplo pasar del diseño a la codificación
implicaría un diseño exacto y sin errores ni probable modificación o evolución:
«codifique lo diseñado sin errores, no habrá en absoluto variantes futuras».
Esto es utópico; ya que intrínsecamente «el software es de
carácter evolutivo»,11 cambiante y difícilmente libre de
errores, tanto durante su desarrollo como durante su vida operativa.8
Figura
2: Modelo cascada puro o secuencial para el ciclo de vida del software.
Algún cambio durante la ejecución de una cualquiera de las
etapas en este modelo secuencial implicaría reiniciar desde el principio todo
el ciclo completo, lo cual redundaría en altos costos de tiempo y desarrollo.
La Figura 2 muestra un posible esquema del modelo en cuestión.8
Sin embargo, el modelo cascada en algunas de sus variantes es
uno de los actualmente más utilizados,12 por su eficacia y simplicidad, más
que nada en software de pequeño y algunos de mediano porte;
pero nunca (o muy rara vez) se lo usa en su "forma pura", como se
dijo anteriormente. En lugar de ello, siempre se produce alguna realimentación entre etapas, que no es
completamente predecible ni rígida; esto da oportunidad al desarrollo de
productos software en los cuales hay ciertas incertezas,
cambios o evoluciones durante el ciclo de vida. Así por ejemplo, una vez
capturados y especificados los requisitos (primera etapa) se puede pasar al
diseño del sistema, pero durante esta última fase lo más probable es que se
deban realizar ajustes en los requisitos (aunque sean mínimos), ya sea por
fallas detectadas, ambigüedades o bien por que los propios requisitos han
cambiado o evolucionado; con lo cual se debe retornar a la primera o previa
etapa, hacer los reajustes pertinentes y luego continuar nuevamente con el
diseño; esto último se conoce como realimentación. Lo normal en el modelo
cascada es entonces la aplicación del mismo con sus etapas realimentadas de
alguna forma, permitiendo retroceder de una a la anterior (e incluso poder
saltar a varias anteriores) si es requerido.
De esta manera se obtiene el «modelo cascada realimentado», que
puede ser esquematizado como lo ilustra la Figura 3.
Figura
3: Modelo cascada realimentado para el ciclo de vida.
Lo dicho es, a grandes rasgos, la forma y utilización de este
modelo, uno de los más usados y populares.8 El modelo cascada realimentado
resulta muy atractivo, hasta ideal, si el proyecto presenta alta rigidez (pocos
cambios, previsto no evolutivo), los requisitos son muy claros y están
correctamente especificados.12
Hay más variantes similares al modelo: refino de etapas (más
etapas, menores y más específicas) o incluso mostrar menos etapas de las
indicadas, aunque en tal caso la faltante estará dentro de alguna otra. El
orden de esas fases indicadas en el ítem previo es el lógico y adecuado, pero
adviértase, como se dijo, que normalmente habrá realimentación hacia atrás.
El modelo lineal o en cascada es el paradigma más antiguo y
extensamente utilizado, sin embargo las críticas a él (ver desventajas) han
puesto en duda su eficacia. Pese a todo, tiene un lugar muy importante en
la ingeniería de software y
continúa siendo el más utilizado; y siempre es mejor que un enfoque al azar.12
Desventajas del modelo cascada:8
·
Los cambios introducidos durante el desarrollo pueden confundir
al equipo profesional en las etapas tempranas del proyecto. Si los cambios se
producen en etapa madura (codificación o prueba) pueden ser catastróficos para
un proyecto grande.
·
No es frecuente que el cliente o usuario final explicite clara y
completamente los requisitos (etapa de inicio); y el modelo lineal así lo
requiere. La incertidumbre natural en los comienzos es luego difícil de
acomodar.12
·
El cliente debe tener paciencia ya que el software no
estará disponible hasta muy avanzado el proyecto. Un error importante detectado
por el cliente (en fase de operación) puede ser desastroso, implicando reinicio
del proyecto, con altos costos.
Modelos evolutivos
El software evoluciona con el tiempo.1311 Los requisitos del usuario y del
producto suelen cambiar conforme se desarrolla el mismo. Las fechas de mercado
y la competencia hacen que no sea posible esperar a poner en el mercado un
producto absolutamente completo, por lo que se aconseja introducir una versión
funcional limitada de alguna forma para aliviar las presiones competitivas.
En esas u otras situaciones similares, los desarrolladores
necesitan modelos de progreso que estén diseñados para acomodarse a una
evolución temporal o progresiva, donde los requisitos centrales son conocidos
de antemano, aunque no estén bien definidos a nivel detalle.
En el modelo cascada y cascada realimentado no se tiene
demasiado en cuenta la naturaleza evolutiva del software,13 se plantea como estático, con
requisitos bien conocidos y definidos desde el inicio.8
Los evolutivos son modelos iterativos, permiten desarrollar
versiones cada vez más completas y complejas, hasta llegar al objetivo final
deseado; incluso evolucionar más allá, durante la fase de operación.
Los modelos «iterativo incremental» y «espiral» (entre otros)
son dos de los más conocidos y utilizados del tipo evolutivo.12
Modelo iterativo incremental
En términos generales, se puede distinguir, en la figura 4, los
pasos generales que sigue el proceso de desarrollo de un producto software.
En el modelo de ciclo de vida seleccionado, se identifican claramente dichos
pasos. La descripción del sistema es esencial para especificar y confeccionar
los distintos incrementos hasta llegar al producto global y final. Las
actividades concurrentes (especificación, desarrollo y validación) sintetizan
el desarrollo pormenorizado de los incrementos, que se hará posteriormente.
Figura
4: Diagrama genérico del desarrollo evolutivo incremental.
El diagrama de la figura 4 muestra en forma muy esquemática, el
funcionamiento de un ciclo iterativo incremental, el cual permite la entrega de
versiones parciales a medida que se va construyendo el producto final.8 Es decir, a medida que cada
incremento definido llega a su etapa de operación y mantenimiento. Cada versión
emitida incorpora a los anteriores incrementos las funcionalidades y requisitos
que fueron analizados como necesarios.
El incremental es un modelo de tipo evolutivo que está basado en
varios ciclos cascada realimentados aplicados repetidamente, con una filosofía
iterativa.12En la figura 5 se muestra un
refino del diagrama previo, bajo un esquema temporal, para obtener finalmente
el esquema del modelo de ciclo de vida iterativo incremental, con sus
actividades genéricas asociadas. Aquí se observa claramente cada ciclo cascada
que es aplicado para la obtención de un incremento; estos últimos se van
integrando para obtener el producto final completo. Cada incremento es un ciclo
cascada realimentado, aunque, por simplicidad, en la figura 5 se muestra como
secuencial puro.
Figura
5: Modelo iterativo incremental para el ciclo de vida del software.
Se observa que existen actividades de desarrollo (para cada
incremento) que son realizadas en paralelo o concurrentemente, así por ejemplo,
en la Figura, mientras se realiza el diseño detalle del primer incremento ya se
está realizando en análisis del segundo. La Figura 5 es sólo esquemática, un
incremento no necesariamente se iniciará durante la fase de diseño del
anterior, puede ser posterior (incluso antes), en cualquier tiempo de la etapa
previa. Cada incremento concluye con la actividad de «operación y
mantenimiento» (indicada como «Operación» en la figura), que es donde se
produce la entrega del producto parcial al cliente. El momento de inicio de
cada incremento es dependiente de varios factores: tipo de sistema;
independencia o dependencia entre incrementos (dos de ellos totalmente
independientes pueden ser fácilmente iniciados al mismo tiempo si se dispone de
personal suficiente); capacidad y cantidad de profesionales involucrados en el
desarrollo; etc.
Bajo este modelo se entrega software «por
partes funcionales más pequeñas», pero reutilizables, llamadas incrementos. En
general cada incremento se construye sobre aquel que ya fue entregado.8
Como se muestra en la Figura 5, se aplican secuencias Cascada en
forma escalonada, mientras progresa el tiempo calendario. Cada secuencia lineal
o Cascada produce un incremento y a menudo el primer incremento es un sistema
básico, con muchas funciones suplementarias (conocidas o no) sin entregar.
El cliente utiliza inicialmente ese sistema básico, intertanto,
el resultado de su uso y evaluación puede aportar al plan para el desarrollo
del/los siguientes incrementos (o versiones). Además también aportan a ese plan
otros factores, como lo es la priorización (mayor o menor urgencia en la
necesidad de cada incremento en particular) y la dependencia entre incrementos
(o independencia).
Luego de cada integración se entrega un producto con mayor
funcionalidad que el previo. El proceso se repite hasta alcanzar el software final
completo.
Siendo iterativo, con el modelo incremental se entrega
un producto parcial pero completamente operacional en cada incremento, y no
una parte que sea usada para reajustar los requisitos (como si ocurre en
el modelo de construcción
de prototipos).12
El enfoque incremental resulta muy útil cuando se dispone de
baja dotación de personal para el desarrollo; también si no hay disponible
fecha límite del proyecto por lo que se entregan versiones incompletas pero que
proporcionan al usuario funcionalidad básica (y cada vez mayor). También es un
modelo útil a los fines de versiones de evaluación.
Nota: Puede ser considerado y útil, en cualquier momento o
incremento incorporar temporalmente el paradigma MCP como
complemento, teniendo así una mixtura de modelos que mejoran el esquema y
desarrollo general.
Ejemplo:
Un procesador de texto que
sea desarrollado bajo el paradigma incremental podría aportar, en principio,
funciones básicas de edición de archivos y producción de documentos (algo como
un editor simple).
En un segundo incremento se le podría agregar edición más sofisticada, y de
generación y mezcla de documentos.
En un tercer incremento podría considerarse el agregado de funciones de corrección
ortográfica, esquemas de paginado y plantillas; en un cuarto capacidades de dibujo
propias y ecuaciones matemáticas. Así sucesivamente hasta llegar al procesador
final requerido. Así, el producto va creciendo, acercándose a su meta final,
pero desde la entrega del primer incremento ya es útil y funcional para el
cliente, el cual observa una respuesta rápida en cuanto a entrega temprana; sin
notar que la fecha límite del proyecto puede no estar acotada ni tan definida,
lo que da margen de operación y alivia presiones al equipo de desarrollo.
Como se dijo, el iterativo incremental es un modelo del tipo
evolutivo, es decir donde se permiten y esperan probables cambios en los
requisitos en tiempo de desarrollo; se admite cierto margen para que el software pueda
evolucionar.11 Aplicable cuando los requisitos son
medianamente bien conocidos pero no son completamente estáticos y definidos,
cuestión esa que si es indispensable para poder utilizar un modelo Cascada.
El modelo es aconsejable para el desarrollo de software en
el cual se observe, en su etapa inicial de análisis, que posee áreas bastante
bien definidas a cubrir, con suficiente independencia como para ser
desarrolladas en etapas sucesivas. Tales áreas a cubrir suelen tener distintos
grados de apremio por lo cual las mismas se deben priorizar en un análisis
previo, es decir, definir cual será la primera, la segunda, y así
sucesivamente; esto se conoce como «definición de los incrementos» con base en
la priorización. Pueden no existir prioridades funcionales por parte del
cliente, pero el desarrollador debe fijarlas de todos modos y con algún
criterio, ya que basándose en ellas se desarrollarán y entregarán los distintos
incrementos.
El hecho de que existan incrementos funcionales del software lleva
inmediatamente a pensar en un esquema de desarrollo modular,
por tanto este modelo facilita tal paradigma de diseño.
En resumen, un modelo incremental lleva a pensar en un
desarrollo modular, con entregas parciales del producto software denominados
«incrementos» del sistema, que son escogidos según prioridades predefinidas de
algún modo. El modelo permite una implementación con refinamientos sucesivos
(ampliación o mejora). Con cada incremento se agrega nueva funcionalidad o se
cubren nuevos requisitos o bien se mejora la versión previamente implementada
del producto software.
Este modelo brinda cierta flexibilidad para que durante el
desarrollo se incluyan cambios en los requisitos por parte del usuario, un
cambio de requisitos propuesto y aprobado puede analizarse e implementarse como
un nuevo incremento o, eventualmente, podrá constituir una mejora/adecuación de
uno ya planeado. Aunque si se produce un cambio de requisitos por parte del
cliente que afecte incrementos previos ya terminados (detección/incorporación
tardía) se debe evaluar la factibilidad y realizar un acuerdo con el
cliente, ya que puede impactar fuertemente en los costos.
La selección de este modelo permite realizar entregas
funcionales tempranas al cliente (lo cual es beneficioso tanto para él
como para el grupo de desarrollo). Se priorizan las entregas de aquellos
módulos o incrementos en que surja la necesidad operativa de hacerlo, por
ejemplo para cargas previas de información, indispensable para los incrementos
siguientes.12
El modelo iterativo incremental no obliga a especificar con
precisión y detalle absolutamente todo lo que el sistema debe hacer, (y cómo),
antes de ser construido (como el caso del cascada, con requisitos congelados).
Sólo se hace en el incremento en desarrollo. Esto torna más manejable el
proceso y reduce el impacto en los costos. Esto es así, porque en caso de
alterar o rehacer los requisitos, solo afecta una parte del sistema. Aunque,
lógicamente, esta situación se agrava si se presenta en estado avanzado, es
decir en los últimos incrementos. En definitiva, el modelo facilita la
incorporación de nuevos requisitos durante el desarrollo.
Con un paradigma incremental se reduce el tiempo de desarrollo
inicial, ya que se implementa funcionalidad parcial. También provee un impacto
ventajoso frente al cliente, que es la entrega temprana de partes operativas
del software.
El modelo proporciona todas las ventajas del modelo en cascada
realimentado, reduciendo sus desventajas sólo al ámbito de cada incremento.
El modelo incremental no es recomendable para casos de sistemas
de tiempo real, de alto nivel de seguridad,
de procesamiento
distribuido, o de alto índice de riesgos.
Modelo espiral
El modelo espiral fue propuesto inicialmente por Barry Boehm. Es un modelo evolutivo que
conjuga la naturaleza iterativa del modelo MCP con
los aspectos controlados y sistemáticos del Modelo Cascada. Proporciona
potencial para desarrollo rápido de versiones incrementales. En el modelo
espiral el software se construye en una serie de versiones
incrementales. En las primeras iteraciones la versión incremental podría ser un
modelo en papel o bien un prototipo. En las últimas iteraciones se producen
versiones cada vez más completas del sistema diseñado.812
El modelo se divide en un número de Actividades de marco de
trabajo, llamadas «regiones de tareas». En general existen entre tres y seis
regiones de tareas (hay variantes del modelo). En la figura 6 se muestra el
esquema de un modelo espiral con seis regiones. En este caso se explica una
variante del modelo original de Boehm, expuesto en su tratado de 1988; en 1998
expuso un tratado más reciente.
Figura 6: Modelo espiral para el ciclo de vida del software.
Las regiones definidas en el modelo de la figura son:
·
Región 1 — Tareas requeridas para establecer la comunicación
entre el cliente y el desarrollador.
·
Región 2 — Tareas inherentes a la definición de los recursos,
tiempo y otra información relacionada con el proyecto.
·
Región 3 — Tareas necesarias para evaluar los riesgos técnicos y
de gestión del proyecto.
·
Región 4 — Tareas para construir una o más representaciones de
la aplicación software.
·
Región 5 — Tareas para construir la aplicación, instalarla,
probarla y proporcionar soporte al usuario o cliente (Ej. documentación y
práctica).
·
Región 6 — Tareas para obtener la reacción del cliente, según la
evaluación de lo creado e instalado en los ciclos anteriores.
Las actividades enunciadas para el marco de trabajo son
generales y se aplican a cualquier proyecto, grande, mediano o pequeño,
complejo o no. Las regiones que definen esas actividades comprenden un
«conjunto de tareas» del trabajo: ese conjunto sí se debe adaptar a las
características del proyecto en particular a emprender. Nótese que lo listado
en los ítems de 1 a 6 son conjuntos de tareas, algunas de las ellas normalmente
dependen del proyecto o desarrollo en si.
Proyectos pequeños requieren baja cantidad de tareas y también
de formalidad. En proyectos mayores o críticos cada región de tareas contiene
labores de más alto nivel de formalidad. En cualquier caso se aplican
actividades de protección (por ejemplo, gestión de configuración del software,
garantía de calidad, etc.).
Al inicio del ciclo, o proceso evolutivo, el equipo de
ingeniería gira alrededor del espiral (metafóricamente hablando) comenzando por
el centro (marcado con ๑ en la figura 6) y en el sentido indicado; el primer circuito de
la espiral puede producir el desarrollo de una especificación del producto; los pasos
siguientes podrían generar un prototipo y progresivamente versiones más
sofisticadas del software.
Cada paso por la región de planificación provoca ajustes en el
plan del proyecto; el coste y planificación se realimentan en función de la
evaluación del cliente. El gestor de proyectos debe ajustar el número de
iteraciones requeridas para completar el desarrollo.
El modelo espiral puede ir adaptándose y aplicarse a lo largo de
todo el Ciclo de vida
del software (en el modelo clásico, o cascada, el
proceso termina a la entrega del software).
Una visión alternativa del modelo puede observarse examinando el
«eje de punto de entrada de proyectos». Cada uno de los circulitos (๏)
fijados a lo largo del eje representan puntos de arranque de los distintos
proyectos (relacionados); a saber:
·
Un proyecto de «desarrollo de conceptos» comienza al inicio de
la espiral, hace múltiples iteraciones hasta que se completa, es la zona
marcada con verde.
·
Si lo anterior se va a desarrollar como producto real, se inicia
otro proyecto: «Desarrollo de nuevo Producto». Que evolucionará con iteraciones
hasta culminar; es la zona marcada en color azul.
·
Eventual y análogamente se generarán proyectos de «mejoras de
productos» y de «mantenimiento de productos», con las iteraciones necesarias en
cada área (zonas roja y gris, respectivamente).
Cuando la espiral se caracteriza de esta forma, está operativa
hasta que el software se retira, eventualmente puede estar
inactiva (el proceso), pero cuando se produce un cambio el proceso arranca
nuevamente en el punto de entrada apropiado (por ejemplo, en «mejora del
producto»).
El modelo espiral da un enfoque realista, que evoluciona igual
que el software;13 se adapta muy bien para desarrollos
a gran escala.
El Espiral utiliza el MCP para
reducir riesgos y permite aplicarlo en cualquier etapa de la evolución. Mantiene
el enfoque clásico (cascada) pero incorpora un marco de trabajo iterativo que
refleja mejor la realidad.
Este modelo requiere considerar riesgos técnicos en
todas las etapas del proyecto; aplicado adecuadamente debe reducirlos antes de
que sean un verdadero problema.
El Modelo evolutivo como el Espiral es particularmente apto para
el desarrollo de Sistemas Operativos (complejos); también en sistemas de altos
riesgos o críticos (Ej. navegadores y controladores aeronáuticos) y en todos
aquellos en que sea necesaria una fuerte gestión del proyecto y sus riesgos,
técnicos o de gestión.
Desventajas importantes:
·
Requiere mucha experiencia y habilidad para la evaluación de los
riesgos, lo cual es requisito para el éxito del proyecto.
·
Es difícil convencer a los grandes clientes que se podrá
controlar este enfoque evolutivo.
Este modelo no se ha usado tanto, como el Cascada (Incremental)
o MCP, por lo
que no se tiene bien medida su eficacia, es un paradigma relativamente nuevo y
difícil de implementar y controlar.
Modelo espiral Win & Win
Una variante interesante del Modelo Espiral previamente visto
(Figura 6) es el «Modelo espiral Win-Win»9 (Barry Boehm). El Modelo Espiral previo
(clásico) sugiere la comunicación con el cliente para fijar los requisitos, en
que simplemente se pregunta al cliente qué necesita y él proporciona la
información para continuar; pero esto es en un contexto ideal que rara vez
ocurre. Normalmente cliente y desarrollador entran en una negociación, se
negocia coste frente a funcionalidad, rendimiento, calidad, etc.
«Es así que la obtención de requisitos requiere una negociación,
que tiene éxito cuando ambas partes ganan».
Las mejores negociaciones se fuerzan en obtener «Victoria &
Victoria» (Win & Win), es decir que el cliente gane obteniendo el producto
que lo satisfaga, y el desarrollador también gane consiguiendo presupuesto y
fecha de entrega realista. Evidentemente, este modelo requiere fuertes
habilidades de negociación.
El modelo Win-Win define un conjunto de actividades de
negociación al principio de cada paso alrededor de la espiral; se definen las
siguientes actividades:
1.
Identificación del sistema o subsistemas clave de los directivos
* (saber qué quieren).
2.
Determinación de «condiciones de victoria» de los directivos
(saber qué necesitan y los satisface)
3.
Negociación de las condiciones «victoria» de los directivos para
obtener condiciones «Victoria & Victoria» (negociar para que ambos ganen).
* Directivo: Cliente escogido con interés directo en el
producto, que puede ser premiado por la organización si tiene éxito o criticado
si no.
El modelo Win & Win hace énfasis en la negociación inicial,
también introduce 3 hitos en el proceso llamados «puntos de fijación», que
ayudan a establecer la completitud de un ciclo de la espiral, y proporcionan
hitos de decisión antes de continuar el proyecto de desarrollo del software.
Etapas en el
desarrollo del software
Captura,
análisis y especificación de requisitos
Al inicio de un desarrollo (no de un proyecto), esta es la
primera fase que se realiza, y, según el modelo de proceso adoptado, puede casi
terminar para pasar a la próxima etapa (caso de Modelo Cascada Realimentado) o
puede hacerse parcialmente para luego retomarla (caso Modelo Iterativo
Incremental u otros de carácter evolutivo).
En simple palabras y básicamente, durante esta fase, se
adquieren, reúnen y especifican las características funcionales y no
funcionales que deberá cumplir el futuro programa o sistema a desarrollar.
Las bondades de las características, tanto del sistema o
programa a desarrollar, como de su entorno, parámetros no funcionales y
arquitectura dependen enormemente de lo bien lograda que esté esta etapa. Esta
es, probablemente, la de mayor importancia y una de las fases más difíciles de
lograr certeramente, pues no es automatizable, no es muy técnica y depende en
gran medida de la habilidad y experiencia del analista que la realice.
Involucra fuertemente al usuario o cliente del sistema, por
tanto tiene matices muy subjetivos y es difícil de modelar con certeza o
aplicar una técnica que sea «la más cercana a la adecuada» (de hecho no existe
«la estrictamente adecuada»). Si bien se han ideado varias metodologías,
incluso software de apoyo, para captura, elicitación y
registro de requisitos, no existe una forma infalible o absolutamente
confiable, y deben aplicarse conjuntamente buenos criterios y mucho sentido
común por parte del o los analistas encargados de la tarea; es fundamental
también lograr una fluida y adecuada comunicación y comprensión con el usuario
final o cliente del sistema.
El artefacto más
importante resultado de la culminación de esta etapa es lo que se conoce
como especificación
de requisitos software o simplemente documento ERS.
Como se dijo, la habilidad del analista para interactuar con el
cliente es fundamental; lo común es que el cliente tenga un objetivo general o
problema que resolver, no conoce en absoluto el área (informática), ni su
jerga, ni siquiera sabe con precisión qué debería hacer el producto software (qué
y cuantas funciones) ni, mucho menos, cómo debe operar. En otros casos menos
frecuentes, el cliente «piensa» que sabe precisamente lo que el software tiene
que hacer, y generalmente acierta muy parcialmente, pero su empecinamiento
entorpece la tarea de elicitación. El analista debe tener la capacidad para
lidiar con este tipo de problemas, que incluyen relaciones humanas; tiene que
saber ponerse al nivel del usuario para permitir una adecuada comunicación y
comprensión.
Escasas son las situaciones en que el cliente sabe con certeza e
incluso con completitud lo que requiere de su futuro sistema, este es el caso
más sencillo para el analista.
Las tareas relativas a captura, elicitación, modelado y registro
de requisitos, además de ser sumamente importante, puede llegar a ser
dificultosa de lograr acertadamente y llevar bastante tiempo relativo al proceso
total del desarrollo; al proceso y metodologías para llevar a cabo este
conjunto de actividades normalmente se las asume parte propia de la ingeniería de software,
pero dada la antedicha complejidad, actualmente se habla de una ingeniería de
requisitos,14 aunque ella aún no existe
formalmente.
Hay grupos de estudio e investigación, en todo el mundo, que
están exclusivamente abocados a idear modelos, técnicas y procesos para
intentar lograr la correcta captura, análisis y registro de requisitos. Estos
grupos son los que normalmente hablan de la ingeniería de requisitos; es decir
se plantea ésta como un área o disciplina pero no como una carrera
universitaria en sí misma.
Algunos requisitos no necesitan la presencia del cliente, para
ser capturados o analizados; en ciertos casos los puede proponer el mismo
analista o, incluso, adoptar unilateralmente decisiones que considera adecuadas
(tanto en requisitos funcionales como no funcionales). Por citar ejemplos
probables: Algunos requisitos sobre la arquitectura del sistema, requisitos no
funcionales tales como los relativos al rendimiento, nivel de soporte a errores
operativos, plataformas de desarrollo, relaciones internas o ligas entre la
información (entre registros o tablas de datos) a almacenar en caso de bases o
bancos de datos, etc. Algunos funcionales tales como opciones secundarias o de
soporte necesarias para una mejor o más sencilla operatividad; etc.
La obtención de especificaciones a partir del cliente (u otros
actores intervinientes) es un proceso humano muy interactivo e iterativo;
normalmente a medida que se captura la información, se la analiza y realimenta
con el cliente, refinándola, puliéndola y corrigiendo si es necesario;
cualquiera sea el método de ERS utilizado.
EL analista siempre debe llegar a conocer la temática y el problema que
resolver, dominarlo, hasta cierto punto, hasta el ámbito que el futuro sistema
a desarrollar lo abarque. Por ello el analista debe tener alta capacidad para
comprender problemas de muy diversas áreas o disciplinas de trabajo (que no son
específicamente suyas); así por ejemplo, si el sistema a desarrollar será para
gestionar información de una aseguradora y sus sucursales remotas, el analista
se debe compenetrar en cómo ella trabaja y maneja su información, desde niveles
muy bajos e incluso llegando hasta los gerenciales. Dada a gran diversidad de
campos a cubrir, los analistas suelen ser asistidos por especialistas, es decir
gente que conoce profundamente el área para la cual se desarrollará el software;
evidentemente una única persona (el analista) no puede abarcar tan vasta
cantidad de áreas del conocimiento. En empresas grandes de desarrollo de
productos software, es común tener analistas especializados en
ciertas áreas de trabajo.
Contrariamente, no es problema del cliente, es decir él no tiene
por qué saber nada de software, ni de diseños, ni otras cosas
relacionadas; sólo se debe limitar a aportar objetivos, datos e información (de
mano propia o de sus registros, equipos, empleados, etc) al analista, y guiado
por él, para que, en primera instancia, defina el «Universo de Discurso»,
y con posterior trabajo logre confeccionar el adecuado documento ERS.
Es bien conocida la presión que sufren los desarrolladores de
sistemas informáticos para comprender y rescatar las necesidades de los
clientes/usuarios. Cuanto más complejo es el contexto del problema más difícil
es lograrlo, a veces se fuerza a los desarrolladores a tener que convertirse en
casi expertos de los dominios que analizan.
Cuando esto no sucede es muy probable que se genere un conjunto
de requisitos15 erróneos o incompletos y por lo
tanto un producto de software con alto grado de desaprobación
por parte de los clientes/usuarios y un altísimo costo de reingeniería y
mantenimiento. Todo aquello que no se detecte, o resulte mal entendido
en la etapa inicial provocará un fuerte impacto negativo en los requisitos,
propagando esta corriente degradante a lo largo de todo el proceso de
desarrollo e incrementando su perjuicio cuanto más tardía sea su
detección (Bell y Thayer 1976)(Davis 1993).
Procesos, modelado y formas de
elicitación de requisitos[editar]
Siendo que la captura, elicitación y especificación de
requisitos, es una parte crucial en el proceso de desarrollo de software,
ya que de esta etapa depende el logro de los objetivos finales previstos, se
han ideado modelos y diversas metodologías de trabajo para estos fines. También
existen herramientas software que apoyan las tareas relativas
realizadas por el ingeniero en requisitos.
El estándar IEEE 830-1998 brinda una normalización de las
«Prácticas recomendadas para la especificación de requisitos software».16
A medida que se obtienen los requisitos, normalmente se los va
analizando, el resultado de este análisis, con o sin el cliente, se plasma en
un documento, conocido como ERS o Especificación
de requisitos software, cuya estructura puede venir
definida por varios estándares, tales como CMMI.
Un primer paso para realizar el relevamiento de información es
el conocimiento y definición acertada lo que se conoce como «Universo de
Discurso» del problema, que se define y entiende por:
Universo de Discurso (UdeD): es el contexto general
en el cual el software deberá ser desarrollado y deberá
operar. El UdeD incluye todas las fuentes de información y todas las personas
relacionadas con el software. Esas personas son conocidas también
como actores de ese universo. El UdeD es la realidad
circunstanciada por el conjunto de objetivos definidos por quienes demandaron
el software.
A partir de la extracción y análisis de información en su ámbito
se obtienen todas las especificaciones necesarias y tipos de requisitos para el
futuro producto software.
El objetivo de la ingeniería de
requisitos (IR) es sistematizar el proceso de definición de
requisitos permitiendo elicitar, modelar y analizar el problema, generando un
compromiso entre los ingenieros de requisitos y los clientes/usuarios, ya que
ambos participan en la generación y definición de los requisitos del sistema.
La IR aporta un conjunto de métodos, técnicas y herramientas que asisten a los
ingenieros de requisitos (analistas) para obtener requisitos lo más seguros,
veraces, completos y oportunos posibles, permitiendo básicamente:
·
Comprender el problema
·
Facilitar la obtención de las necesidades del cliente/usuario
·
Validar con el cliente/usuario
·
Garantizar las especificaciones de requisitos
Si bien existen diversas formas, modelos y metodologías para
elicitar, definir y documentar requisitos, no se puede decir que alguna de
ellas sea mejor o peor que la otra, suelen tener muchísimo en común, y todas
cumplen el mismo objetivo. Sin embargo, lo que si se puede decir sin dudas es
que es indispensable utilizar alguna de ellas para documentar las
especificaciones del futuro producto software. Así por ejemplo, hay
un grupo de investigación argentino que desde hace varios años ha propuesto y
estudia el uso del LEL (Léxico Extendido del Lenguaje) y Escenarios como
metodología, aquí17 se presenta una de las tantas
referencias y bibliografía sobre ello. Otra forma, más ortodoxa, de capturar y
documentar requisitos se puede obtener en detalle, por ejemplo, en el trabajo
de la Universidad de Sevilla sobre «Metodología para el Análisis de Requisitos
de Sistemas Software».18
En la Figura 7 se muestra un esquema, más o menos riguroso,
aunque no detallado, de los pasos y tareas a seguir para realizar la captura,
análisis y especificación de requisitos software. También allí se
observa qué artefacto o documento se obtiene en cada etapa del proceso. En el
diagrama no se explicita metodología o modelo a utilizar, sencillamente se
pautan las tareas que deben cumplirse, de alguna manera.
Figura 7: Diagrama de tareas para captura y análisis de
requisitos.
Una posible lista, general y ordenada, de tareas recomendadas
para obtener la definición de lo que se debe realizar, los productos a obtener
y las técnicas a emplear durante la actividad de elicitación de requisitos, en
fase de Especificación
de requisitos software es:
1.
Obtener información sobre el dominio del problema y el sistema
actual (UdeD).
2.
Preparar y realizar las reuniones para elicitación/negociación.
3.
Identificar/revisar los objetivos del usuario.
4.
Identificar/revisar los objetivos del sistema.
5.
Identificar/revisar los requisitos de
información.
6.
Identificar/revisar los requisitos funcionales.
7.
Identificar/revisar los requisitos no
funcionales.
8.
Priorizar objetivos y requisitos.
Algunos principios básicos a tener en cuenta:
·
Presentar y entender cabalmente el dominio de la información del
problema.
·
Definir correctamente las funciones que debe realizar el software.
·
Representar el comportamiento del software a
consecuencias de acontecimientos externos, particulares, incluso inesperados.
·
Reconocer requisitos incompletos, ambiguos o contradictorios.
·
Dividir claramente los modelos que representan la información,
las funciones y comportamiento y características no funcionales.
Clasificación e identificación de
requisitos
Se pueden identificar dos formas de requisitos:
·
Requisitos de usuario: Los requisitos de usuario son frases en
lenguaje natural junto a diagramas con los servicios que el sistema debe
proporcionar, así como las restricciones bajo las que debe operar.
·
Requisitos de sistema: Los requisitos de sistema determinan los
servicios del sistema y pero con las restricciones en detalle. Sirven como
contrato.
Es decir, ambos son lo mismo, pero con distinto nivel de
detalle.
Ejemplo de requisito de usuario: El sistema debe hacer préstamos
Ejemplo de requisito de sistema: Función préstamo: entrada código socio, código
ejemplar; salida: fecha devolución; etc.
Se clasifican en tres los tipos de requisitos de sistema:
·
Requisitos funcionales
Los requisitos funcionales describen:
·
Los servicios que proporciona el sistema (funciones).
·
La respuesta del sistema ante determinadas entradas.
·
El comportamiento del sistema en situaciones particulares.
·
Requisitos no funcionales
Los requisitos no funcionales son restricciones de los servicios
o funciones que ofrece el sistema (ej. cotas de tiempo, proceso de desarrollo,
rendimiento, etc.)
Ejemplo 1. La biblioteca
Central debe ser capaz de atender simultáneamente a todas las bibliotecas de la
Universidad
Ejemplo 2. El tiempo de
respuesta a una consulta remota no debe ser superior a 1/2 s
A su vez, hay tres tipos
de requisitos no funcionales:
·
Requisitos del producto. Especifican el comportamiento del
producto (Ej. prestaciones, memoria, tasa de fallos, etc.)
·
Requisitos organizativos. Se derivan de las políticas y
procedimientos de las organizaciones de los clientes y desarrolladores (Ej.
estándares de proceso, lenguajes de programación, etc.)
·
Requisitos externos. Se derivan de factores externos al sistema
y al proceso de desarrollo (Ej. requisitos legislativos, éticos, etc.)
·
Requisitos del dominio.
Los requisitos del dominio se derivan del dominio de la
aplicación y reflejan características de dicho dominio.
Pueden ser funcionales o no funcionales.
Ej. El sistema de biblioteca de la Universidad debe ser capaz de
exportar datos mediante el Lenguaje de Intercomunicación de Bibliotecas de
España (LIBE). Ej. El sistema de biblioteca no podrá acceder a bibliotecas con
material censurado.
Diseño del
sistema
En ingeniería de software,
el diseño es una fase de ciclo de vida
del software. Se basa en la especificación de requisitos
producido por el análisis de los requisitos (fase de análisis), el diseño
define cómo estos requisitos se cumplirán, la estructura que
debe darse al sistema de software para que se haga realidad.
El diseño sigue siendo una fase separada del la programación o
codificación, esta última corresponde a la traducción en un determinado lenguaje de
programación de las premisas adoptadas en el diseño.
Las distinciones entre las actividades mencionadas hasta ahora
no siempre son claras cómo se quisiera en las teorías clásicas de ingeniería
de software. El diseño, en particular, puede describir el
funcionamiento interno de un sistema en diferentes niveles de detalle, cada una
de ellos se coloca en una posición intermedia entre el análisis y codificación.
Normalmente se entiende por "diseño de la
arquitectura" al diseño de "muy alto nivel", que sólo define la
estructura del sistema en términos de la módulos de software de
que se compone y las relaciones macroscópicas entre ellos. A este nivel de
diseño pertenecen fórmulas como cliente-servidor o “tres niveles”, o, más
generalmente, las decisiones sobre el uso de la arquitectura de hardware
especial que se utilice, el sistema operativo, DBMS, Protocolos de red, etc.
Un nivel intermedio de detalle puede definir la descomposición
del sistema en módulos, pero esta vez con una referencia más o menos explícita
al modo de descomposición que ofrece el particular lenguaje de
programación con el que el desarrollo se va a implementar, por
ejemplo, en un diseño realizado con la tecnología de objetos,
el proyecto podría describir al sistema en términos de clases y
sus interrelaciones.
El diseño detallado, por último, es una descripción del sistema
muy cercana a la codificación (por ejemplo, describir no sólo las clases en
abstracto, sino también sus atributos y los métodos con sus tipos).
Debido a la naturaleza "intangible" del software,
y dependiendo de las herramientas que se utilizan en el proceso, la frontera
entre el diseño y la codificación también puede ser virtualmente imposible de
identificar. Por ejemplo, algunas herramientas CASE son capaces de generar
código a partir de diagramas UML, los que describen gráficamente la estructura
de un sistema software.
Codificación
del software
Durante esta etapa se realizan las tareas que comúnmente se
conocen como programación; que
consiste, esencialmente, en llevar a código fuente, en el lenguaje de
programación elegido, todo lo diseñado en la fase anterior. Esta tarea la
realiza el programador, siguiendo
por completo los lineamientos impuestos en el diseño y en consideración siempre
a los requisitos funcionales y no funcionales (ERS) especificados en la primera
etapa.
Es común pensar que la etapa de programación o codificación
(algunos la llaman implementación) es la que insume la mayor parte del trabajo
de desarrollo del software; sin embargo, esto puede ser relativo (y
generalmente aplicable a sistemas de pequeño porte) ya que las etapas previas
son cruciales, críticas y pueden llevar bastante más tiempo. Se suele hacer
estimaciones de un 30% del tiempo total insumido en la programación, pero esta
cifra no es consistente ya que depende en gran medida de las características
del sistema, su criticidad y el lenguaje de programación elegido.9En tanto menor es el nivel del
lenguaje mayor será el tiempo de programación requerido, así por ejemplo se
tardaría más tiempo en codificar un algoritmo en lenguaje ensamblador que
el mismo programado en lenguaje C.
Mientras se programa la aplicación, sistema, o software en
general, se realizan también tareas de depuración, esto es la labor de ir
liberando al código de los errores factibles de ser hallados en esta fase (de
semántica, sintáctica y lógica). Hay una suerte de solapamiento con la fase
siguiente, ya que para depurar la lógica es necesario realizar pruebas unitarias,
normalmente con datos de prueba; claro es que no todos los errores serán
encontrados sólo en la etapa de programación, habrá otros que se encontrarán
durante las etapas subsiguientes. La aparición de algún error funcional (mala
respuesta a los requisitos) eventualmente puede llevar a retornar a la fase de
diseño antes de continuar la codificación.
Durante la fase de programación, el código puede adoptar varios
estados, dependiendo de la forma de trabajo y del lenguaje elegido, a saber:
·
Código fuente: es
el escrito directamente por los programadores en editores de texto, lo
cual genera el programa.
Contiene el conjunto de instrucciones codificadas en algún lenguaje de alto
nivel. Puede estar distribuido en paquetes, procedimientos, bibliotecas fuente,
etc.
·
Código objeto: es
el código binario o intermedio resultante de procesar con un compilador el código fuente. Consiste en
una traducción completa y de una sola vez de este último. El
código objeto no es inteligible por el ser humano (normalmente es formato binario)
pero tampoco es directamente ejecutable por la computadora. Se trata de una
representación intermedia entre el código fuente y el código ejecutable, a los
fines de un enlace final con las rutinas de biblioteca y
entre procedimientos o bien para su uso con un pequeño intérprete intermedio [a
modo de distintos ejemplos véase EUPHORIA,
(intérprete intermedio), FORTRAN (compilador
puro) MSIL (Microsoft Intermediate Language) (intérprete)
y BASIC (intérprete puro, intérprete
intermedio, compilador intermedio o compilador puro, depende de la versión
utilizada)].
o El
código objeto no existe si el programador trabaja con un
lenguaje a modo de intérprete puro, en este caso el mismo
intérprete se encarga de traducir y ejecutar línea por línea el código fuente
(de acuerdo al flujo del programa), en tiempo de ejecución. En este caso tampoco
existe el o los archivos de código ejecutable.
Una desventaja de esta modalidad es que la ejecución del programa o sistema es
un poco más lenta que si se hiciera con un intérprete intermedio, y bastante
más lenta que si existe el o los archivos de código ejecutable. Es decir no
favorece el rendimiento en velocidad de ejecución. Pero una gran ventaja de la
modalidad intérprete puro, es que él está forma de trabajo facilita enormemente
la tarea de depuración del código fuente (frente a la alternativa de hacerlo
con un compilador puro). Frecuentemente se suele usar una forma mixta de
trabajo (si el lenguaje de programación elegido lo permite), es decir
inicialmente trabajar a modo de intérprete puro, y una vez depurado el código
fuente (liberado de errores) se utiliza un compilador del mismo lenguaje para
obtener el código ejecutable completo, con lo cual se agiliza la depuración y
la velocidad de ejecución se optimiza.
·
Código ejecutable:
Es el código binario resultado de enlazar uno o más fragmentos de código
objeto con las rutinas y bibliotecas necesarias.
Constituye uno o más archivos binarios con un formato tal que
el sistema operativo es
capaz de cargarlo en la memoria RAM (eventualmente también parte en
una memoria virtual),
y proceder a su ejecución directa. Por lo anterior se dice que el código
ejecutable es directamente «inteligible por la computadora». El código
ejecutable, también conocido como código máquina,
no existe si se programa con modalidad de «intérprete puro».
Pruebas
(unitarias y de integración)
Entre las diversas pruebas que
se le efectúan al software se pueden distinguir
principalmente:
·
Prueba unitarias:
Consisten en probar o testear piezas de software pequeñas; a
nivel de secciones, procedimientos, funciones y módulos; aquellas que tengan
funcionalidades específicas. Dichas pruebas se utilizan para asegurar el
correcto funcionamiento de secciones de código, mucho más reducidas que el
conjunto, y que tienen funciones concretas con cierto grado de independencia.
·
Pruebas de
integración: Se realizan una vez que las pruebas unitarias fueron
concluidas exitosamente; con éstas se intenta asegurar que el
sistema completo, incluso los subsistemas que componen las piezas individuales
grandes del software funcionen correctamente al operar e
inteoperar en conjunto.
Las pruebas normalmente se efectúan con los llamados datos de prueba, que es un conjunto
seleccionado de datos típicos a los que puede verse sometido el sistema, los
módulos o los bloques de código. También se escogen: Datos que llevan a
condiciones límites al software a fin de probar su tolerancia
y robustez; datos de utilidad para mediciones de rendimiento; datos que
provocan condiciones eventuales o particulares poco comunes y a las que
el software normalmente no estará sometido pero pueden
ocurrir; etc. Los «datos de prueba» no necesariamente son ficticios o
«creados», pero normalmente sí lo son los de poca probabilidad de ocurrencia.
Generalmente, existe un fase probatoria final y completa
del software, llamada Beta Test, durante la cual el sistema
instalado en condiciones normales de operación y trabajo es probado
exhaustivamente a fin de encontrar errores, inestabilidades, respuestas
erróneas, etc. que hayan pasado los previos controles. Estas son normalmente
realizadas por personal idóneo contratado o afectado específicamente a ello.
Los posibles errores encontrados se transmiten a los desarrolladores para su
depuración. En el caso de software de desarrollo «a pedido»,
el usuario final (cliente) es el que realiza el Beta Test, teniendo para ello
un período de prueba pactado con el desarrollador.
Instalación y
paso a producción
La instalación
del software es el proceso por el cual los
programas desarrollados son transferidos apropiadamente al computador destino,
inicializados, y, eventualmente, configurados;
todo ello con el propósito de ser ya utilizados por el usuario final.
Constituye la etapa final en el desarrollo propiamente dicho del software.
Luego de ésta el producto entrará en la fase de funcionamiento y producción,
para el que fuera diseñado.
La instalación, dependiendo del sistema desarrollado, puede
consistir en una simple copia al disco rígido destino (casos raros
actualmente); o bien, más comúnmente, con una de complejidad intermedia en la
que los distintos archivos componentes del software (ejecutables, bibliotecas,
datos propios, etc.) son descomprimidos y
copiados a lugares específicos preestablecidos del disco; incluso se crean
vínculos con otros productos, además del propio sistema operativo. Este último caso,
comúnmente es un proceso bastante automático que es creado y guiado con
herramientas software específicas (empaquetado
y distribución, instaladores).
En productos de mayor complejidad, la segunda alternativa es la
utilizada, pero es realizada o guiada por especialistas; puede incluso
requerirse la instalación en varios y distintos computadores (instalación
distribuida).
También, en software de mediana y alta
complejidad normalmente es requerido un proceso de configuración y
chequeo, por el cual se asignan adecuados parámetros de funcionamiento y se
testea la operatividad funcional del producto.
En productos de venta masiva las instalaciones completas, si son
relativamente simples, suelen ser realizadas por los propios usuarios finales
(tales como sistemas operativos, paquetes de oficina, utilitarios, etc.) con
herramientas propias de instalación guiada; incluso la configuración suele ser
automática. En productos de diseño específico o «a medida» la instalación queda
restringida, normalmente, a personas especialistas involucradas en el
desarrollo del software en cuestión.
Una vez realizada exitosamente la instalación del software,
el mismo pasa a la fase de producción (operatividad), durante la cual cumple
las funciones para las que fue desarrollado, es decir, es finalmente utilizado
por el (o los) usuario final, produciendo los resultados esperados.
Mantenimiento
El mantenimiento
de software es el proceso de control, mejora y
optimización del software ya desarrollado e instalado, que
también incluye depuración de errores y defectos que puedan haberse filtrado de
la fase de pruebas de control y beta test. Esta fase es la última (antes de
iterar, según el modelo empleado) que se aplica al ciclo de vida del desarrollo
de software. La fase de mantenimiento es la que viene después de
que el software está operativo y en producción.
De un buen diseño y documentación del desarrollo dependerá cómo
será la fase de mantenimiento, tanto en costo temporal como monetario.
Modificaciones realizadas a un software que fue elaborado con
una documentación indebida o pobre y mal diseño puede llegar a ser tanto o más
costosa que desarrollar el software desde el inicio. Por ello,
es de fundamental importancia respetar debidamente todas las tareas de las
fases del desarrollo y mantener adecuada y completa la documentación.
El período de la fase de mantenimiento es normalmente el mayor
en todo el ciclo de vida.9 Esta fase involucra también
actualizaciones y evoluciones del software; no necesariamente
implica que el sistema tuvo errores. Uno o más cambios en el software,
por ejemplo de adaptación o evolutivos, puede llevar incluso a rever y adaptar
desde parte de las primeras fases del desarrollo inicial, alterando todas las
demás; dependiendo de cuán profundos sean los cambios. El modelo cascada común
es particularmente costoso en mantenimiento, ya que su rigidez implica que
cualquier cambio provoca regreso a fase inicial y fuertes alteraciones en las
demás fases del ciclo de vida.
Durante el período de mantenimiento, es común que surjan nuevas
revisiones y versiones del producto; que lo liberan más depurado, con mayor y
mejor funcionalidad, mejor rendimiento, etc. Varias son las facetas que pueden
ser alteradas para provocar cambios deseables, evolutivos, adaptaciones o
ampliaciones y mejoras.
Básicamente se tienen los siguientes tipos de cambios:
·
Perfectivos: Aquellos que llevan a una mejora de la calidad
interna del software en cualquier aspecto: Reestructuración
del código, definición más clara del sistema y su documentación; optimización
del rendimiento y eficiencia.
·
Evolutivos: Agregados, modificaciones, incluso eliminaciones,
necesarias en el software para cubrir su expansión o cambio,
según las necesidades del usuario.
·
Adaptivos: Modificaciones que afectan a los entornos en los que
el sistema opera, tales como: Cambios de configuración del hardware (por
actualización o mejora de componentes electrónicos), cambios en el software de
base, en gestores de base de datos, en comunicaciones, etc.
·
Correctivos: Alteraciones necesarias para corregir errores de
cualquier tipo en el producto software desarrollado.
Carácter
evolutivo del software
El software es el producto derivado del proceso
de desarrollo, según la ingeniería de software. Este producto es
intrínsecamente evolutivo durante su ciclo de vida: en general, evoluciona
generando versiones cada vez más completas, complejas, mejoradas, optimizadas
en algún aspecto, adecuadas a nuevas plataformas (sean de hardware o
sistemas operativos), etc.19
Cuando un sistema deja de evolucionar, eventualmente cumplirá
con su ciclo de vida, entrará en obsolescencia e inevitablemente, tarde o
temprano, será reemplazado por un producto nuevo.
El software evoluciona sencillamente por que se
debe adaptar a los cambios del entorno, sean funcionales (exigencias de
usuarios), operativos, de plataforma o arquitectura hardware.
La dinámica de evolución del software es el
estudio de los cambios del sistema. La mayor contribución en esta área fue
realizada por Meir M. Lehman y Belady, comenzando en los años 70 y 80. Su
trabajo continuó en la década de 1990, con Lehman y otros investigadores20 de relevancia en la realimentación
en los procesos de evolución (Lehman, 1996; Lehman et al., 1998; lehman et al.,
2001). A partir de esos estudios propusieron un conjunto de leyes (conocidas
como leyes de Lehman)11 respecto de los cambios producidos
en los sistemas. Estas leyes (en realidad son hipótesis) son invariantes y
ampliamente aplicables.
Lehman y Belady analizaron el crecimiento y la evolución de
varios sistemas software de gran porte; derivando finalmente,
según sus medidas, las siguientes ocho leyes:
1.
Cambio continuo: Un programa que se usa en un entorno real
necesariamente debe cambiar o se volverá progresivamente menos útil en ese
entorno.
2.
Complejidad creciente: A medida que un programa en evolución
cambia, su estructura tiende a ser cada vez más compleja. Se deben dedicar
recursos extras para preservar y simplificar la estructura.
3.
Evolución prolongada del programa: La evolución de los programas
es un proceso autorregulativo. Los atributos de los sistemas, tales como
tamaño, tiempo entre entregas y la cantidad de errores documentados son
aproximadamente invariantes para cada entrega del sistema.
4.
Estabilidad organizacional: Durante el tiempo de vida de un
programa, su velocidad de desarrollo es aproximadamente constante e
independiente de los recursos dedicados al desarrollo del sistema.
5.
Conservación de la familiaridad: Durante el tiempo de vida de un
sistema, el cambio incremental en cada entrega es aproximadamente constante.
6.
Crecimiento continuado: La funcionalidad ofrecida por los
sistemas tiene que crecer continuamente para mantener la satisfacción de los
usuarios.
7.
Decremento de la calidad: La calidad de los sistemas software comenzará
a disminuir a menos que dichos sistemas se adapten a los cambios de su entorno
de funcionamiento.
8.
Realimentación del sistema: Los procesos de evolución incorporan
sistemas de realimentación multiagente y multibucle y estos deben ser tratados
como sistemas de realimentación para lograr una mejora significativa del
producto.
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