Introducción a la ingeniería de software

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Las infraestructuras nacionales y los servicios públicos se controlan mediante sistemas basados en computadoras, y la mayoría de los productos eléctricos incluyen una computadora y un software de control.La fabricación y la distribución industrial están completamente computarizadas, como el sistema financiero. El entretenimiento, incluida la industria musical, los juegos por computadora, el cine y la televisión, usan software de manera intensiva.

Los sistemas de software son abstractos e intangibles. No están restringidos porlas propiedades de los materiales, regidos por leyes físicas ni por procesos de fabricación.Esto simplifica la ingeniería de software, pues no existen límites naturales asu potencial.

Hay muchos tipos diferentes de sistemas de software, desde los simples sistemasembebidos, hasta los complejos sistemas de información mundial.

Aunque todas estas aplicaciones necesitan ingenieríade software, no todas requieren las mismas técnicas de ingeniería de software.

las llamadas fallas del software son consecuencia de dos factores:

Demandas crecientes Conforme las nuevas técnicas de ingeniería de software ayudan a construir sistemas más grandes y complejos, las demandas cambian. Los métodos existentes de ingeniería de software no pueden enfrentar la situación, y tienen que desarrollarse nuevas técnicas de ingeniería de software para satisfacer nuevas demandas.

Expectativas bajas Es relativamente sencillo escribir programas de cómputo sin usar métodos y técnicas de ingeniería de software. Muchas compañías se deslizan hacia la ingeniería de software conforme evolucionan sus productos y servicios. Por lo tanto, su software con frecuencia es más costoso y menos confiable de lo que debiera. sin ingeniería de software,no se habría explorado el espacio ni se tendría Internet o las telecomunicaciones modernas.

Desarrollo de software profesional

El desarrollo de software es una actividad profesional, donde el software se realiza para propósitos de negocios específicos,para su inclusión en otros dispositivos o como productos de software, Es destinado a usarse por alguien más aparte de su desarrollador, se lleva a cabo en general por equipos,en vez de individualmente. Se mantiene y cambia a lo largo de su vida. cuando se habla de ingeniería de software, esto no sólo se refiere a los programas en sí, sino también a toda la documentación asociada y los datos de configuración requeridos para hacer que estos programas operen de manera correcta. Un sistema de software desarrollado profesionalmente es usualmente más que un solo programa. Ésta es una de las principales diferencias entre el desarrollo de software profesional y el de aficionado. Si usted diseña un programa personal, nadie más lo usará ni tendrá que preocuparse por elaborar guías del programa, documentar el diseño del programa, etcétera.Por el contrario, si crea software que otros usarán y otros ingenieros cambiarán, entonces, en general debe ofrecer información adicional, así como el código del programa.

¿Qué es software? Programas de cómputo y documentación asociada.Los productos de software se desarrollan para un cliente particular o para un mercado en general.

¿Cuáles son los atributos del buen software? El buen software debe entregar al usuario la funcionalidad y el desempeño requeridos, y debe ser sustentable, confiable y utilizable.

¿Qué es ingeniería de software? La ingeniería de software es una disciplina de la ingeniería que se interesa por todos los aspectos de la producción de software.

¿Cuáles son las actividades fundamentales de la ingeniería de software? Especificación, desarrollo, validación y evolución del software.

¿Cuál es la diferencia entre ingeniería de software y ciencias de la computación?Las ciencias de la computación se enfocan en teoría fundamentos; mientras la ingeniería de software se enfoca en sentido práctico del desarrollo y en la distribución de software.

¿Cuál es la diferencia entre ingeniería de software e ingeniería de sistemas?La ingeniería de sistemas se interesa por todos los aspectos del desarrollo de sistemas basados en computadoras, incluidos Hardware, software e ingeniería de procesos. La ingeniería de software es parte de este proceso más general.

¿Cuáles son los principales retos que enfrenta la ingeniería de software?Se enfrentan con una diversidad creciente, demandas por tiempos de distribución limitados y desarrollo de software confiable.

¿Cuáles son los costos de la ingeniería de software?Aproximadamente 60% de los costos del software son de desarrollo, y 40% de prueba. Para el software elaborado específicamente, los costos de evolución superan con frecuencia los costos de desarrollo.

¿Cuáles son los mejores métodos y técnicas de la ingeniería de software?Aun cuando todos los proyectos de software deben gestionarse y desarrollarse de manera profesional, existen diferentes técnicas que son adecuadas para distintos tipos de sistema.Por ejemplo, los juegos siempre deben diseñarse usando una serie de prototipos, mientras que los sistemas críticos de control de seguridad requieren de una especificación completa y analizable para su desarrollo. Por lo tanto, no puede decirse que un método sea mejor que otro.

¿Qué diferencias ha marcado la Web a la ingeniería de software?La Web ha llevado a la disponibilidad de servicios de software y a la posibilidad de desarrollar sistemas basados en servicios distribuidos amplia mente. El desarrollo de sistemas basados en Web ha conducido a importantes avances en lenguajes de programación y reutilización de software.

La ingeniería de software se relaciona con las ciencias de la computación y la ingeniería de sistemas

1. Las ciencias de la computación se interesan por las teorías y los métodos que subyacentes las computadoras y los sistemas de software, en tanto que la ingeniería de software se preocupa por los asuntos prácticos de la producción del software.

2. La ingeniería de sistemas se interesa por todos los aspectos del desarrollo y la evolución de complejos sistemas, donde el software tiene un papel principal. Por lo tanto, la ingeniería de sistemas se preocupa por el desarrollo de hardware, el diseño de políticas y procesos, la implementación del sistema, así como por la ingeniería de software.

problemas generales afectan a diversos tipos de software

1. Heterogeneidad : Es posible que el software se ejecute tanto en computadoras de propósito general como en teléfonos móviles. Se tendrá que integrar con frecuencia el nuevo software con sistemas legados más viejos, escritos en diferentes lenguajes de programación.

2. Cambio empresarial y social: Ambos necesitan tener la posibilidad de cambiar su software existente y desarrollar rápidamente uno nuevo. Muchas técnicas tradicionales de la ingeniería de software consumen tiempo, y generalmente la entrega delos nuevos sistemas tarda más de lo planeado.

3. Seguridad y confianza: Dado que el software está vinculado con todos los aspectosde la vida, es esencial confiar en dicho software. Esto es especialmente cierto para lossistemas de software remoto a los que se accede a través de una página Web o una

interfaz de servicio Web.

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Diversidad de la ingeniería de software

La ingeniería de software es un enfoque sistemático para la producción de software que toma en cuenta los temas prácticos de costo, fecha y confiabilidad, así como las necesidades de clientes y fabricantes de software. Quizás el factor más significativo en la determinación de qué métodos y técnicas dela ingeniería de software son más importantes, es el tipo de aplicación que está siendo desarrollada. Existen muchos diferentes tipos de aplicación, incluidos los siguientes:

1. Aplicaciones independientes Se trata de sistemas de aplicación que corren en una computadora local, como una PC, e incluyen toda la funcionalidad necesaria y no requieren conectarse a una red. Ejemplos de tales aplicaciones son las de oficina en una PC, programas CAD, software de manipulación de fotografías.

2. Aplicaciones interactivas basadas en transacción Consisten en aplicaciones que se ejecutan en una computadora remota y a las que los usuarios acceden desde sus propias PC o terminales. en ellas se incluyen aplicaciones Web como las de comercio electrónico, donde es posible interactuar con un sistema remoto para comprar bienes y servicios. Esta clase de aplicación también incluye sistemas empresariales, donde una organización brinda acceso a sus sistemas a través de un navegador Web o un programa de cliente de propósito específico y servicios basados en nube, como correo electrónico y compartición de fotografías.

3. Sistemas de control embebido : Se trata de sistemas de control de software que regulan y gestionan dispositivos de hardware. Algunos ejemplos de sistemas embebidos incluyen el software en un teléfono móvil (celular), el software que controla los frenos anti bloqueo de un automóvil y el software en un horno de microondas para controlar el proceso de cocinado.

4. Sistemas de procesamiento en lotes : Son sistemas empresariales que se diseñan para procesar datos en grandes lotes (batch). Procesan gran cantidad de entradas individuales para crear salidas correspondientes. Los ejemplos de sistemas batch incluyen sistemas de facturación periódica, como los sistemas de facturación telefónica y los sistemas de pago de salario.

5. Sistemas de entretenimiento Son sistemas para uso sobre todo personal, que tienen la intención de entretener al usuario. La mayoría de estos sistemas son juegos de uno u otro tipo.

6. Sistemas para modelado y simulación : Éstos son sistemas que desarrollan científico se ingenieros para modelar procesos o situaciones físicas, que incluyen muchos objetos separados interactuantes.

7. Sistemas de adquisición de datos: Son sistemas que desde su entorno recopilan datos usando un conjunto de sensores, y envían dichos datos para su procesamiento otros sistemas. El software tiene que interactuar con los sensores y se instala regularmente en un ambiente hostil, como en el interior de un motor o en una ubicación remota.

8. Sistemas de sistemas : Son sistemas compuestos de un cierto número de sistemas de software. Algunos de ellos son producto del software genérico, como un programa de hoja de cálculo.

Para cada tipo de sistema se usan distintas técnicas de ingeniería de software, porque el software tiene características muy diferentes. Por ejemplo, un sistema de control embebido en un automóvil es crítico para la seguridad y se quema en la ROM cuando se instala en el vehículo; por consiguiente, es muy costoso cambiarlo. Tal sistema necesita verificación y validación muy exhaustivas, de tal modo que se minimicen las probabilidades de volver a llamar para revisión a automóviles, después de su venta, para corregirlos problemas del software.

Para un sistema basado en la Web sería adecuado un enfoque basado en el desarrollo y la entrega iterativos, con un sistema de componentes reutilizables. Sin embargo, tal enfoque podría no ser práctico para un sistema de sistemas, donde tienen que definirse por adelantado las especificaciones detalladas de las interacciones del sistema, de modo que cada sistema se desarrolle por separado.

fundamentos de ingeniería de software que se aplican a todos los tipos de sistema de software

1. Deben llevarse a cabo usando un proceso de desarrollo administrado y comprendido. La organización que diseña el software necesita planear el proceso de desarrollo, así como tener ideas claras acerca de lo que producirá y el tiempo en que estará completado

2. La confiabilidad y el desempeño son importantes para todos los tipos de sistemas. El software tiene que comportarse como se espera, sin fallas, y cuando se requiera estar disponible. Debe ser seguro en su operación y, tanto como sea posible, también contra ataques externos.

3. Es importante comprender y gestionar la especificación y los requerimientos del software (lo que el software debe hacer). Debe conocerse qué esperan de él los diferentes clientes y usuarios del sistema.

4. Tiene que usar de manera tan efectiva como sea posible los recursos existentes. Esto significa que, donde sea adecuado, hay que reutilizar el software que se haya desarrollado, en vez de diseñar uno nuevo.

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Tipos de productos de software

1. Productos genéricos: Consisten en sistemas independientes que se producen por una organización de desarrollo y se venden en el mercado abierto a cualquier cliente que desee comprarlos. este tipo de productos incluyen software para PC,como bases de datos, procesadores de texto, paquetes de dibujo y herramientas de administración de proyectos. También abarcan las llamadas aplicaciones verticales diseñadas para cierto propósito específico, tales como sistemas de información de librería, sistemas de contabilidad o sistemas para mantener registros dentales.

2. Productos personalizados: Son sistemas que están destinados para un cliente en particular. Un contratista de software desarrolla el programa especialmente para dicho cliente. este tipo de software incluyen los sistemas de control para dispositivos electrónicos, sistemas escritos para apoyar cierto proceso empresarial y los sistemas de control de tráfico aéreo.

Una diferencia importante entre estos tipos de software es que, en productos genéricos,la organización que desarrolla el software controla la especificación del mismo.Para los productos personalizados, la organización que compra el software generalmente desarrolla y controla la especificación, por lo que los desarrolladores de software deben trabajar siguiendo dicha especificación.

Cuando se habla de la calidad del software profesional, se debe considerar que el software lo usan y cambian personas, además de sus desarrolladores. En consecuencia, la calidad no tiene que ver sólo con lo que hace el software. En cambio, debe incluir el comportamiento del software mientras se ejecuta, y la estructura y organización de los programas del sistema y la documentación asociada.

Frases claves de la ingeniería del software

1. Disciplina de ingeniería: Los ingenieros hacen que las cosas funcionen. Aplican teorías, métodos y herramientas donde es adecuado. Sin embargo, los usan de manera selectiva y siempre tratan de encontrar soluciones a problemas, incluso cuando no

hay teorías ni métodos aplicables.

2. Todos los aspectos de la producción del software: La ingeniería de software no sólo se interesa por los procesos técnicos del desarrollo de software, sino también incluye actividades como la administración del proyecto de software y el desarrollo de herramientas, así como métodos y teorías para apoyar la producción de software.

Los ingenieros de software adoptan en su trabajo un enfoque sistemático y organizado, pues usualmente ésta es la forma más efectiva de producir software de alta calidad.

El desarrollo menos formal es particularmente adecuado para la creación de sistemas basados en la Web, que requieren una mezcla de habilidades de software y diseño gráfico.

Un proceso de software es una secuencia de actividades que conducen a la elaboración de un producto de software. Existen cuatro actividades fundamentales que son comunes a todos los procesos de software, y éstas son:

1. Especificación del software, donde clientes e ingenieros definen el software que se producirá y las restricciones en su operación.

2. Desarrollo del software, donde se diseña y programa el software.

3. Validación del software, donde se verifica el software para asegurar que sea lo que el cliente requiere.

4. Evolución del software, donde se modifica el software para reflejar los requerimientos cambiantes del cliente y del mercado.

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Ingeniería de software y la Web

El desarrollo de la World Wide Web tuvo un profundo efecto en todas nuestras vidas. En un inicio, la Web fue básicamente un almacén de información universal accesible que tuvo escaso efecto sobre los sistemas de software.Esto significó que los sistemas basados en la Web podían desarrollarse donde se tuviera acceso a dichos sistemas usando un navegador Web, en lugar de una interfaz de usuario de propósito específico.Por consiguiente, la llegada de la Web condujo a un significativo cambio en la forma en que se organiza el software empresarial. Antes de la Web, las aplicaciones empresariales eran básicamente monolíticas, los programas corrían en computadoras individuales o en grupos de computadoras

modificaciones en las formas en que los sistemas basados en la Web

1. La reutilización de software se ha convertido en el enfoque dominante para construir sistemas basados en la Web.

2. Ahora se reconoce en general que no es práctico especificar por adelantado todos los requerimientos para tales sistemas. Los sistemas basados en la Web deben desarrollarse y entregarse de manera progresiva.

3. Las interfaces de usuario están restringidas por las capacidades de los navegadores Web. Aunque tecnologías como AJAX (Holdener, 2008) significan que es posible crear valiosas interfaces dentro de un navegador Web, dichas tecnologías aún son difíciles de emplear. Se usan más comúnmente los formatos Web con escritura deguiones local.

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Ética en la ingeniería de software

Responsabilidad profesional

1. Confidencialidad Por lo general, debe respetar la confidencialidad de sus empleadores o clientes sin importar si se firmó o no un acuerdo formal sobre la misma.

2. Competencia No debe desvirtuar su nivel de competencia. Es decir, no hay queaceptar de manera intencional trabajo que esté fuera de su competencia.

3. Derechos de propiedad intelectual Tiene que conocer las leyes locales que rigen eluso de la propiedad intelectual, como las patentes y el copyright.

4. Mal uso de computadoras No debe emplear sus habilidades técnicas para usar incorrectamente las computadoras de otros individuos. El mal uso de computadoras varía desde lo relativamente trivial hasta lo extremadamente serio.

Código de ética y práctica profesional de la ingeniería de softwareACM/IEEE-CS Fuerza de trabajo conjunta acerca de ética y prácticas profesionales de la ingeniería de software

Los ingenieros de software deben comprometerse a hacer del análisis, la especificación, el diseño, el desarrollo, la prueba y el mantenimiento del software, una profesión benéfica y respetada. De acuerdo con su compromiso con la salud, la seguridad y el bienestar del público, los ingenieros de software tienen que adherirse a los ocho principios siguientes:

1. PÚBLICO: Los ingenieros de software deben actuar consecuentemente con el interés del público.

2. CLIENTE Y EMPLEADOR: Los ingenieros de software tienen que comportarse de tal forma que fomente el mejor interés para su cliente y empleador, en coherencia con el interés público.

3. PRODUCTO: Los ingenieros de software deben garantizar que sus productos y modificaciones relacionadas satisfagan los estándares profesionales más altos posibles.

4. JUICIO: Los ingenieros de software tienen que mantener integridad e independencia en su juicio profesional.

5. GESTIÓN: Los administradores y líderes en la ingeniería de software deben suscribir y promover un enfoque ético a la gestión del desarrollo y el mantenimiento del software.

6. PROFESIÓN: Los ingenieros de software tienen que fomentar la integridad y la reputación de la profesión consecuente con el interés público.

7. COLEGAS: Los ingenieros de software deben ser justos con sus colegas y apoyarlos.8. UNO MISMO: Los ingenieros de software tienen que intervenir en el aprendizaje para toda la vida, en cuanto a la práctica de su profesión, y promover un enfoque ético.

Organizaciones como la ACM, el instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE) y la British Computer Society publican un código de conducta profesional o código de ética. Los integrantes de tales organizaciones se comprometen a seguir dicho código cuando firman al afiliarse. Estos códigos de conducta se preocupan en general por el comportamiento ético fundamental.

los ingenieros de software deben comprometerse a hacer de la ingeniería de software una profesión benéfica y respetada. En concordancia con dicho compromiso, los ingenieros de software tienen que adherirse al siguiente Código de Ética y Práctica Profesional.

El código contiene ocho principios relacionados con el comportamiento y las decisiones tomadas por ingenieros de software profesionales, incluidos practicantes, educadores, administradores, supervisores y políticos, así como por aprendices y estudiantes de la profesión. Los principios identifican las relaciones éticamente responsables en las que participan individuos, grupos y organizaciones, así como las obligaciones principales dentro de estas relaciones. Las cláusulas de cada principio son ilustraciones de algunas de las obligaciones incluidas en dichas relaciones. Tales obligaciones se fundamentan en el sentido humano del ingeniero de software, en el cuidado especial que se debe a las personas afectadas por el trabajo de los ingenieros de software, y los elementos únicos de la práctica de la ingeniería de software. El código las formula como obligaciones de quienquiera que afirme o aspire a ser ingeniero de software.

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Estudios de caso

La razón de no usar un solo estudio de caso obedece que la ingeniería de software depende del tipo de sistemas a producir. Por consiguiente, se elegirá un ejemplo adecuado cuando se estudien conceptos como seguridad, confiabilidad y modelado de sistema.

Los tres tipos de sistemas que se usan como estudios de caso son

1. Un sistema embebido Se trata de un sistema donde el software controla un dispositivo de hardware y está embebido en dicho dispositivo. Los conflictos en los sistemas embebidos incluyen por lo general tamaño físico, capacidad de reacción.

2. Un sistema de información Es un sistema cuyo principal propósito es gestionar y dar acceso a una base de datos de información. Los conflictos en los sistemas de información incluyen seguridad, usabilidad, privacidad y mantenimiento de la integridad de los datos.

3. Un sistema de adquisición de datos basado en sensores Se trata de un sistema cuyo principal objetivo es recolectar datos de un conjunto de sensores y procesar esos datos de alguna forma.

Sistema de control para una bomba de insulina

EJEMPLO DE SISTEMA EMBEBIDO: Una bomba de insulina es un sistema médico que simula la función del páncreas (un órgano interno). El software que controla este sistema es un sistema embebido, que recopila información de un sensor y controla una bomba que entrega al usuario una dosis regulada de insulina.

Sistema de información de pacientes para atención a la salud mental

EJEMPLO DE SISTEMA DE INFORMACIÓN: Un sistema de información de pacientes para apoyar la atención a la salud mental es un sistema de información médica, que administra la información de pacientes que sufren problemas de salud mental y los tratamientos que reciben. La mayoría de los pacientes con problemas de salud mental no requieren tratamiento hospitalario dedicado, pero sí asistir regularmente a clínicas especializadas donde se reúnen con un médico que tiene conocimiento detallado de sus problemas. Para facilitar la asistencia de los pacientes, dichas clínicas no sólo funcionan en los hospitales sino también en consultorios médicos locales o centros comunitarios.

Estación meteorológica a campo abierto

EJEMPLO DE SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS Para ayudar a monitorizar el cambio climático y mejorar la exactitud de las predicciones meteorológicas en áreas remotas, el gobierno de un país con grandes áreas de campo abierto decidió instalar varios cientos de estaciones meteorológicas en dichas áreas. Las estaciones meteorológicas recopilan datos de un conjunto de instrumentos que miden temperatura y presión, luz solar, lluvia, y rapidez y dirección del viento.

1. El sistema de estación meteorológica Es responsable de recolectar datos meteorológicos, realizar cierto procesamiento de datos inicial y transmitirlo al sistema de gestión de datos.

2. El sistema de gestión y archivado de datos Recolecta los datos de todas las estaciones meteorológicas a campo abierto, realiza procesamiento y análisis de datos, y los archiva de forma que los puedan recuperar otros sistemas, como los sistemas de predicción meteorológica.

3. El sistema de mantenimiento de estación Se comunica por satélite con todas las estaciones meteorológicas a campo abierto, para monitorizar el estado de dichos sistemas y dar reportes sobre problemas. Puede actualizar el software embebido en dichos sistemas. En caso de problemas del sistema, también sirve para controlar de manera remota un sistema meteorológico a campo abierto.

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PUNTOS CLAVES

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La Crisis del Software

El término “Crisis del Software” fue acuñado a principios de los años 70, cuando la ingeniería de software era prácticamente inexistente. El término expresaba las dificultades del desarrollo de software frente al rápido crecimiento de la demanda por software, de la complexidad de los problemas a ser resueltos y de la inexistencia de técnicas establecidas para el desarrollo de sistemas que funcionaran adecuadamente o pudieran ser validados.

La percepción de que esta crisis existía empezó a mediados de los años 60. Una de las primeras referencias al término, y de las más notables, fue hecha por E.W.Dijkstra, en el discurso que pronuncio durante la entrega del premio Turing en 1972.

En esta época, se empezó a concebir el Software como producto, y se empezaron a desarrollar algunos proyectos para que funcionaran en las máquinas de la época. Pero aparecieron importantes problemas: los productos excedían la estimación de costes, había retrasos en las entregas, las prestaciones no eran las solicitadas, el mantenimiento se hacía extremadamente complicado y a veces imposible, las modificaciones tenían un coste prohibitivo…en resumen, se desarrollaba software de mala calidad, ya que la técnica utilizada para desarrollar pequeños programas para maquinas con mucho menos potencial se quedaba desfasada, y muchas veces este software acababa en el olvido.

Una de las principales causas de todo esto, si no la principal, era el enfoque dado al proceso de desarrollo de software, el cual era malo e incluso a veces era inexistente. En este proceso, solo ¼ del tiempo de desarrollo se dedicaba a las fases de análisis, diseño, codificación y pruebas, y más de ¾ del tiempo se dedicaba a correcciones y mantenimiento. Es evidente que dedicándole sol ¼ del tiempo a las primeras fases, se arrastran errores graves, sobre todo procedentes de las fases de análisis y diseño, lo que dificultaba muchísimo la implementación, produciendo constantes paradas y retrocesos para revisar este análisis/diseño.