ARQUITECTURA DE SOFTWARE

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1 ARQUITECTURA DE SOFTWARE Introducción n a la Arquitectura de Software (sistemas) Requisitos de calidad Documento de Diseño RTFS-Método del control de diseño Introducción n al Diseño o de la interfaz Humano/Computador Fundamentos de la Arquitectura de Software Patrones de Arquitectura de Software Arquitectura de Software para Sistemas Distribuidos CAMC

2 SOFTWARE: (DEFINICIONES) WIKIPEDIA: Es el conjunto de programas y procedimientos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica en una computadora de cualquier tipo, tamaño y arquitectura. IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) Es la suma total de los programas de cómputo, procedimientos, reglas documentación n y datos asociados que forman parte de las operaciones de un sistema de cómputo.

3 QUIÉN N HACE EL SOFTWARE? LOS INGENIEROS DE SOFTWARE LO CONTRUYEN, LO MANTIENEN Y CASI TODO EL MUNDO INDUSTRIALIZADO LO UTILIZA DE FORMA DIRECTA O INDIRECTA PORQUÉ ES IMPORTANTE? AFECTA DE FORMA MUY CERCANA TODOS LOS ASPECTOS DE NUESTRAS VIDAS Y ESTÁ PRESENTE EN TODOS LADOS (COMERCIO, CULTURA Y ACTIVIDADES COTIDIANAS)

4 PASOS PARA CONSTRUIRLO: SE CONSTRUYE COMO CUALUIER PRODUCTO: MEDIANTE LA APLICACIÓN DE UN PROCESO DE CONDUZCA A UN RESULTADO DE ALTA CALIDAD QUE SATISFAGA LAS NECESIDADES DE LA GENTE QUE USARÁ EL PRODUCTO. APLICANDO UN ENFOQUE DE INGENIERÍA DE SOFTWARE. PRODUCTO OBTENIDO: DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL IS* EL PRODUCTO OBTENIDO LO CONFORMAN LOS PROGRAMAS, EL CONTENIDO (DATOS) Y LA DOCUMENTACIÓN. N. PERO DESDE EL USUARIO EL PRODUCTO OBTENIDO ES LA INFORMACIÓN N RESULTANTE QUE DE ALGUNA MANERA MEJORA EL MUNDO DEL USUARIO *IS (INGENIERO DE SOFTWARE)

5 CARACTERÍSTICAS DEL SW EL SOFTWARE SE DESARROLLA O CONSTRUYE (NO SE MANUFACTURA EN EL SENTIDA CLÁSICO). EL SOFTWARE NO SE DESGASTA. LA MAYORÍA A DEL SOFTWARE SE CONSTRUYE A LA MEDIDA.

6 CATEGORÍAS AS DEL SOFTWARE SOFWARE DE SISTEMAS: PROGRAMAS ESCRITOS PARA SERVIR A OTROS PROGRAMAS (COMPILADORES, EDITORES, CONTROLADORES, ETC.) SOFWARE DE APLICACIÓN: PROGRAMAS INDEPENDIENTES QUE RESUELVEN UNA NECESIDAD DE NEGOCIOS ESPECÍFICA PARA LA TOMA DE DECISIONES. SOFWARE CIENTÍFICO: ALGORITMOS DEVORA NÚMEROS QUE ABARCAN DESDE LA ASTRONOMÍA A HASTA LA VULCANOLOGÍA A (DISEÑO O ASISTIDO POR COMPUTADORA). SOFWARE EMPORTADO: RESIDE DENTRO DE LA MEMORIA DE SOLO LECTURA (ROM) DEL SISTEMA Y TIENE ALGUNA APLICACIÓN N ESPECÍFICA Y LIMITADA.

7 SOFTWARE DE LÍNEA L DE PRODUCTOS: DISEÑADO PARA PROPORCIONAR UNA CAPACIDAD ESPECÍFICA Y PARA SER UTILIZADO POR MUCHOS CLIENTES YA SEA DE FORMA LIMITADA O MASIVA. APLICACIONES WEB: LAS WEBAPPS SON APLICACIONES CON UN ESPECTRO AMPLIO; ES DECIR SE PUEDE HACER CUALQUIER COSA BASADA EN WEB, SIN EMBARGO SE LE DA MAYOR USO EN APLICACIONES B2B. SOFTWARE DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL: UTILIZA ALGORITMOS NO NUMÉRICOS EN LA RESOLUCIÓN N DE PROBLEMAS COMPLEJOS. INCLUYEN ROBÓTICA, SISTEMAS EXPERTOS, RECONOCIMIENTO DE PATRONES, ETC.

8 RETOS ACTUALES: COMPUTACIÓN N UBICUA (UBICOM) SE REFIERE AL CÓMPUTO C DISTRIBUIDO DADO EL CRECIMIENTO DE LAS REDES INALÁMBRICAS. EL RETO ES DESARROLLAR SOFTWARE PARA PEQUEÑOS DISPOSITIVOS Y COMPUTADORAS PERSONALES.

9 ALIMENTACIÓN N DE LA RED EL RETO CONSISTE EN CREAR APLICACIONES SIMPLES Y LIGERAS QUE SE UTILICEN VÍA V A WWW ALREDEDOR DEL MUNDO FUENTE ABIERTA EL RETO ES CONSTRUIR UN CÓDIGO C DESCRIPTIVO DADA LA TENDENCIA QUE IMPULSA A LA DISTRIBUCIÓN N DEL CÓDIGO C FUENTE. DESARROLLO DE TÉCNICAS T QUE PERMITAN CONOCER LOS CAMBIOS REALIZADOS.

10 LA NUEVA ECONOMÍA LA NUEVA ECONOMÍA A (.COM) SE CARACTERIZA POR LA CAPACIDAD DE COMUNICACIÓN N Y LA DISTRIBUCIÓN N MASIVA. EL RETO ES CONSTRUIR APLICACIONES QUE FACILITEN LA COMUNICACIÓN N Y DISTRIBUCIÓN DE PRODUCTOS EN MASA.

11 ARQUITECTURA DE SOFTWARE CONJUNTO DE PATRONES Y ABSTRACCIONES COHERENTES QUE PROPORCIONAN EL MARCO DE REFERENCIA NECESARIO PARA GUIAR LA CONSTRUCCIÓN N DEL SOFTWARE PARA UN SISTEMA DE INFORMACIÓN. N. ESTABLECE LOS FUNADAMENTOS PARA QUE LOS ANALISTAS, DISEÑADORES Y PROGRAMADORES TRABAJEN EN UNA LÍNEA L COMÚN N QUE PERMITA ALCANZAR LOS OBJETIVOS Y NECESIDADES DEL SISTEMA DE INFORMACIÓ DEFINE DE MANERA ABSTRACTA LOS COMPONENTES QUE LLEVAN A CABO ALGUNA TAREA DE COMPUTACIÓN, SUS INTERFASES Y LA COMUNICACIÓN ENTRE ELLOS.

12 MODELOS O VISTAS DE LA ARQUITECTURA DE SOFTWARE TODA ARQUITECTURA DE SOFTWARE DEBE DEFINIR DIVERSOS ASPECTOS DEL SOFTWARE, ÉSTOS A SU VEZ DEFINEN EL USO DE CIERTAS VISTAS O MODELOS. VISIÓN ESTÁTICA: TICA: DEFINE LOS COMPONENTES QUE TIENE LA ARQUITECTURA VISIÓN FUNCIONAL: DEFINE QUÉ HACE CADA COMPONENTE. VISIÓN DINÁMICA: CÓMO SE COMPORTAN LOS COMPONENTES Y CÓMO INTERACTÚAN ENTRE SI. EXISTEN VARIOS LENGUAJES O DIAGRAMAS PARA REPRESENTAR LAS VISTAS O MODELOS; SIN EMBARGO EL DE USO MÁS COMÚN Y UNIFICADO ES EL UML (Unified Modeling Language)

13 UML (LENGUAJE UNIFICADO DE MODELADO) Diagramas de estructura enfatizan en los elementos que deben existir en el sistema modelado: Diagrama de clases Diagrama de componentes Diagrama de objetos Diagrama de estructura compuesta (UML 2.0) Diagrama de despliegue Diagrama de paquetes Diagramas de comportamiento enfatizan en lo que debe suceder en el sistema modelado: Diagrama de actividades Diagrama de casos de uso Diagrama de estados

14 Diagramas de Interacción, un subtipo de diagramas de comportamiento, que enfatiza sobre el flujo de control y de datos entre los elementos del sistema modelado: Diagrama de secuencia Diagrama de colaboración Diagrama de tiempos (UML 2.0) Diagrama de vista de interacción (UML 2.0)

15 PORQUÉ ES IMPORTANTE LA ARQUITECTURA? Las representaciones de la arquitectura de software permiten la comunicación entre todas las partes (participantes) interesadas en el desarrollo de un sistema de cómputo. La arquitectura destaca las decisiones iniciales relacionadas con el diseño que tendrán un impacto profundo en el éxito del sistema. La arquitectura constituye un modelo relativamente pequeño e intelectualmente comprensible de cómo está estructurado el sistema y cómo trabajan juntos sus componentes.

16 CALIDAD DEL SOFTWARE ES EL CONJUNTO DE CUALIDADES QUE LO CARACTERIZAN Y QUE DETERMINAN SU UTILIDAD Y EXISTENCIA. LA CALIDAD ES SINÓNIMO DE EFICIENCIA, FLEXIBILIDAD, CORRECCIÓN, CONFIABILIDAD, MANTENIBILIDAD, PORTABILIDAD USABILIDAD, SEGURIDAD, INTEGRIDAD. LA CALIDAD PUEDE MEDIRSE DESPUÉS DE ELABORADO EL PRODUCTO, SIN EMBARGO RESULTA COSTOSO, LO MEJOR ES TENER EN CUENTA LA CALIDAD Y CONTROL DEL SOFTWARE DURANTE TODAS LAS ETAPAS DEL CICLO DE VIDA DEL SOFTWARE

17 CÓMO CREAR UN SOFTWARE DE CALIDAD? ADOPTAR UNA POLÍTICA DE CALIDAD SUSTENTADA EN LOS SIGUIENTES TRES PRINCIPIOS: 1. PRINCIPIO TECNOLÓGICO: DEFINE LAS TÉCNICAS A UTILIZAR EN EL PROCESO DE DESARROLLO DE SOFTWARE. 2. PRINCIPIO ADMINISTRATIVO: CONTEMPLA LAS FUNCIONES DE PLANEACIÓN Y CONTROL DEL DESARROLLO DEL SOFTWARE. 3. PRINCIPIO ERGONÓMICO: DEFINE LA INTERFAZ ENTRE EL USUARIO Y EL AMBIENTE AUTOMATIZADO.

18 CÓMO CONTROLAR LA CALIDAD DEL SOFTWARE? PARA CONTROLAR LA CALIDAD DEL SOFTWARE ES NECESARIO ANTE TODO DEFINIR LOS PARÁMETROS, INDICADORES O CRITERIOS DE MEDICIÓN. LO QUE NO SE MIDE NO PUEDE MEJORARSE Definir el software que va a ser controlado Seleccionar los indicadores Determinar los métodos de valoración. Cuestionarios, encuestas Definir las regulaciones internas de control. Quién participa, cada cuándo, etc

19 ESTÁNDARES DE CALIDAD ISO 9000 Un sistema de garantía a de calidad se define como la estructura organizativa, responsabilidades, procedimientos, procesos y recursos para implementar gestión n de calidad. ISO 9000 describe los elementos de garantía a de calidad en términos genéricos para cualquier negocio con independencia de productos o servicios ofrecidos. Una organización n puede identificarse con uno de los modelos ISO 9000, y para ello auditores externos examinan su sistema de calidad y sus operaciones. Los modelos de garantía a de calidad ISO 9000 tratan a la empresa como una red de procesos interconectados. Donde cada proceso debe ser documentado y practicar de acuerdo a los áreas establecidas en el estándar. Esta documentación n ayuda a la organización n a comprender, controlar y mejorar la red de procesos que ofrece.

20 1. Responsabilidad de gestión REQUISITOS 2. Sistema de calidad 3. Revisión de contrato ISO 9001 est 4. Control de diseño garant 5. Control de datos y documentos 6. Compras 7. Control del producto suministrado por el cliente Identificación y posibilidad de seguimiento del producto 9. Control del proceso 10. Inspección y prueba 11. Control de inspección, medición y equipo de pruebas 12. Inspección y estado de prueba 13. Control de producto no aceptado 14. Acción correctora y preventiva 15. Tratamiento, almacena/, empaquetamiento, preservación y entrega 16. Control de registros de calidad 17. Auditorías internas de calidad 18. Formación 19. Servicios 20. Técnicas estadísticas ISO 9001 estándar de garantía a de calidad que se aplica a la IS con la

21 Actividades del grupo de SQA Establecer un plan de SQA para el proyecto: Evaluaciones, auditorias y revisiones a realizar, estándares aplicables al proyecto, procedimientos para información n y seguimiento de errores, documentos producidos por SQA, retroalimentación n de información n (feedback) al equipo. Participar en el desarrollo de la descripción n del proceso de SW. Revisar las actividades de IS para verificar su ajuste al proceso. Auditar los productos de SW designados para verificar el ajuste con los definidos como parte del proceso de SW. Asegurar que las desviaciones del producto SW se documenten y se manejen de acuerdo con un procedimiento establecido. Registrar lo que no se ajuste a los requisitos e informar a sus superiores. Coordinar el control y la gestión n de cambios y ayudar a recopilar las métricas m del SW.

22 SQA (Software Quality Assurance ) Aseguramiento de la Calidad La garantía de calidad del software es una actividad de protección que se aplica a lo largo de todo el proceso de arquitectura del SW. SQA es un diseño de acciones planificado y sistemático que se requiere para asegurar la calidad del SW. SQA engloba: un enfoque de gestión de calidad. métodos y herramientas, tecnología de ingeniería de SW. revisiones técnicas formales aplicadas en el proceso. una estrategia de prueba multiescalada. el control de la documentación y de los cambios. un procedimiento que asegure un ajuste a estándares de DS. mecanismos de medición y de generación de informes.

23 Revisiones Técnicas T Formales RTF RTF: es una actividad de garantía a de calidad realizada por los IS. Los objetivos son: Descubrir errores en la función, n, la lógica l o la implementación n de cualquier representación n de SW. Verificar que el SW bajo revisión n alcanza sus requisitos. Asegurar que el SW ha sido representado con ciertos estándares.

24 Cada RTF se realiza con una reunión, n, planificada y controlada: 3 a 5 personas, preparación n previa (2 hrs prom), duración n menor a 2 hrs. Al final: : aceptan el producto sin modificaciones, lo rechazan debido a serios errores o nueva reunión n para aceptar el producto. Informe Sumario de Revisión: : qué se revisó,, quién, qué se descubrió,, cuáles son las conclusiones. Permite: identificar problemas dentro del producto y comprobar puntos de acción n para hacer las correcciones. El grupo SQA debe verificarlas.

25 DIRECTRICES DE LAS RTF Revisar el producto, no al productor. Fijar una agenda y mantenerla. Limitar el debate y las impugnaciones. Enunciar áreas de problemas (no tratar de resolverlos en la reunión). n). Tomar notas escritas. Limitar el número n de personas del grupo SQA. Desarrollar una lista de comprobación n para cada producto a ser revisado (documentos de análisis, diseño, codificación, prueba). Las RTF se deben planificar Entrenar adecuadamente a todos los revisores. Repasar las revisiones anteriores.

26 QUÉ DEBE CONTENER EL PLAN DE SQA?(según n IEEE) 1. Propósito del plan. 2. Referencia. 3. Gestión: Organización, n, Tareas, Responsabilidad. 4. Documentación: n: documentos del proyecto (plan), modelos (UML), técnicos t (especificaciones, planes de prueba), de usuario (manual). 5. Estándares y prácticas aplicados durante el proceso. 6. Revisiones y auditorias realizadas por el grupo SQA, el equipo de IS y el cliente. 7. Plan y procedimiento de Prueba. 8. Procedimientos para informar problemas, seguimiento y corrección. 9. Herramientas, técnicas t y metodologías. 10. Control de Códigos, C de distribución. 11. Gestión n de Riesgos.

27 CONCLUSIONES DE CALIDAD: LOGRAR EL ÉXITO EN LA PRODUCCIÓN DE SOFTWARE ES HACERLO CON CALIDAD Y DEMOSTRAR SU CALIDAD. SOLO ES POSIBLE IMPLEMENTANDO UN SISTEMA PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DEL SOFTWARE DIRECTAMENTE RELACIONADO CON LAS POLÍTICAS ESTABLECIDAS DURANTE SU ELABORACIÓN Y HACIENDO REVISIONES PERIÓDICAS QUE GARANTICEN SIEMPRE LA CALIDAD.

28 DOCUMENTO DE DISEÑO O (ARQUITECTÓNICO) EL DISEÑO DEBE DEFINIR LAS ENTIDADES EXTERNAS (SISTEMAS, DISPOSITIVOS, PERSONAS) CON LAS QUE INTERACTÚA A EL SOFTWARE Y TAMBIÉN LA NATURA- LEZA DE SU INTERACCIÓN. N. UNA VEZ MODELADO EL CONTEXTO E IDENTIFICA- DO LAS INTERFASES DEL SOFTWARE, EL DISEÑADOR ESPECIFICA LA ESTRUCTURA DEL SISTEMA MEDIANTE UN MODELO ARQUITECTÓNICO COMPLETO.

29 PATRONES DE ARQUITECTURA DE SOFTWARE ES UNA SOLUCIÓN A UN PROBLEMA DE DISEÑO NO TRIVIAL QUE ES EFECTIVA Y REUSABLE YA QUE SE PUEDE APLICAR A DIFERENTES PROBLEMAS DE DISEÑO EN DISTINTAS CIRCUNSTANCIAS. SON SOLUCIONES DE SENTIDO COMÚN QUE DEBERÍAN FORMAR PARTE DEL CONOCIMIENTO DE UN DISEÑADOR EXPERTO, FACILITAN ADEMÁS LA COMUNI- CACIÓN ENTRE DISEÑADORES PUES ESTABLECE UN MARCO DE REFERENCIA. LOS PATRONES SON UTILIZADOS BÁSICAMENTE EN LA PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Y AYUDAN A IDENTIFICAR LOS OBJETOS APROPIADOS, A ESPECIFICAR LAS INTERFASES, IDENTIFICAR LOS ELEMENTOS CLAVE EN LAS INTERFASES Y LAS RELACIONES ENTRE INTERFASES.

30 SEGÚN N SU PROPÓSITO LOS PATRONES SE DIVIDEN EN: PATRONES DE CREACIÓN PATRONES ESTRUCTURALES PATRONES DE COMPORTAMIENTO

31 PATRONES DE CREACIÓN: ABSTRAEN LA FORMA EN QUE SE CREAN LOS OBJETOS, PERMITIENDO TRATAR LAS CLASES DE FORMA GENÉRICA. PATRONES DE CREACIÓN DE CLASE PATRONES DE CREACIÓN DE OBJETO Patrones de creación - Patrón Factoría - Patrón Factoría Abstracta - Patrón Singleton (Instancia Única) - Patrón Prototipo

32 PATRONES ESTRUCTURALES: TRATAN DE CONSEGUIR QUE LOS CAMBIOS EN LOS REQUISITOS DE LA APLICACIÓN NO OCASIONEN CAMBIOS ENTRE LOS OBJETOS DEL SISTEMA. SIRVEN PARA DISEÑAR LAS INTERCONEXIONES ENTRE OBJETOS. Patrones estructurales Patrones estructurales - Patrón Adaptador - Patrón Puente - Patrón Composición - Patrón Decorador - Patrón Fachada - Patrón Proxy

33 PATRONES DE COMPORTAMIENTO: ESTUDIAN LAS RELACIONES QUE SE DAN CUANDO UN OBJETO MANDA LLAMAR A OTRO OBJETO. NORMALMENTE LIGADOS CON UNA DIMENSIÓN TEMPORAL. Patrones de comportamiento - Patrón Cadena de Responsabilidad - Patrón Comando - Patrón Intérprete - Patrón Iterador - Patrón Mediador - Patrón Recuerdo (Memento) - Patrón Observador - Patrón Estado - Patrón Estrategia - Patrón Plantilla - Patrón Visitante

34 INTERFAZ HUMANO-COMPUTADOR Es una disciplina relacionada con el diseño, implementación y evaluación de sistemas informáticos interactivos para ser usados por personas, y con el estudio de los fenómenos más importantes que están involucrados. Algunas disciplinas que contribuyen a la Comunicación Hombre Máquina son las siguientes: Ingeniería de Software Ergonomía Psicología Arte

35 El Diseño de la Interfaz El diseño de la interfaz se concentra en tres áreas importantes: 1. El diseño de interfases entre los módulos de software. 2. El diseño de interfases entre el software y otros productores y consumidores no humanos de información. n. 3. El diseño de la interfaz entre el usuario y el computador.

36 ASPECTOS GENERALES EN LAS INTERFASES DE USUARIO Barreras Organizacionales. Diseño o de la Interfaz del Usuario versus el Diseño o Total del Sistema. Especialistas en Interfaces de Usuario

37 BARRERAS ORGANIZACIONALES Itinerario de desarrollo pequeño. Otros aspectos del diseño o se vuelven más m s importantes. Intentos por mantener los cambios al mínimo. m La administración n no reconoce o premia buenas interfaces de usuario. No hay desarrolladores motivados a invertir mayor esfuerzo en las interfaces. No se identifica y/o obtiene acceso a usuarios apropiados. Tardío o compromiso de especialistas en interfaces de usuario.

38 Diseño o de la Interfaz de Usuario versus Diseño o Total del Sistema El porcentaje de código c dedicado a Interfaces de Usuario es en promedio alrededor de un 48%. El porcentaje de tiempo gastado en interfaces de usuario por etapa es: Diseño: 45% Implementación: n: 50% Mantenimiento: 37%

39 Características de especialistas exitosos en el diseño o y desarrollo de interfaces de usuario Ser competente en los problemas de las interfaces de usuario. Responder rápidamente r a los problemas. Aplicar técnicas t asociadas a resultados favorables. Discutir los problemas de las interfaces de usuario en reuniones de equipo. Habilidad para hacer prototipos y hacer test de rendimiento.

40 Estrategias efectivas para hacer buenas interfaces de usuario Familiarizarse con las capacidades y limitaciones de los usuarios. Aprender a usar una herramienta de prototipación. Adoptar un estándar de interfaz de usuario. Desarrollar guías específicas para problemas que se repiten continuamente.

41 PENSAMIENTO DEL ESPECIALISTA En qué piensan los especialistas cuando deben especificar/diseñar una interfaz de usuario? En formatos de E/S (layout) Tipos de usuarios. Ambiente (S.O ( S.O.,., ambiente gráfico, Hardware) Perfiles de usuario

42 Evaluación n de la Interfaz Es de mucha importancia evaluar la interfaz, a fin de determinar si ella satisface las necesidades de los usuarios. Esta evaluación n puede darse en dos extremos: 1) Diseñar la interfaz sin la participación n del usuario. 2) Diseñar la interfaz usando prototipos (de esta manera se contará siempre con la aprobación del usuario).

43 EVALUACIÓN N DEL DISEÑO O DE LA INTERFAZ DISEÑO DE INTERFAZ COMPLETO

44 Atributos de la Usabilidad Facilidad de aprendizaje: El sistema debe ser fácil de aprender para que el usuario pueda rápidamente comenzar a trabajar con el sistema. Eficiencia: El sistema debe ser eficiente en el uso. Memorización: El sistema debe ser fácil de recordar. Errores: El sistema debe tener una baja tasa de errores. Los usuarios deben fácilmente recuperarse de los errores que se producen. Los errores catastróficos no deben ocurrir. Satisfacción: El sistema debe ser agradable de usar.

45 MEDICIÓN N DE LA USABILIDAD Comprender los factores (psicológicos, ergonómicos, organizativos y sociales) que determinan cómo c la gente trabaja y hace uso de los computadores (su interacción) n) y trasladar esta comprensión n al sistema. Desarrollar herramientas y técnicas t que ayuden a los diseñadores a que los sistemas informáticos sean idóneos para lo que la gente los va a usar (lograr que los sistemas se adapten a los usuarios y no los usuarios a los sistemas). Conseguir interacción n eficiente, efectiva y segura, tanto para interacciones individuales como de grupos.

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