Complejidad y Propósito del Software

Propósito de Software

• Desarrollar tareas y/o cálculos complejos.
• Reducir intervención humana.
• Reducir errores.
• Facilitar la complejidad.
• Desarrollar tareas repetitivas.

Complejidad de Software

• Muchos objetos del mundo real presentan complejidad.
• Esto también se aplica al software:
  • Sistemas de bases de datos.
  • Sistemas financieros.
  • Control de tráfico aéreo.
• La complejidad nunca puede ser eliminada, pero puede ser minimizada.

Razones para la complejidad de Software

• Problema de la complejidad del dominio.
  • Algunos dominios son muy complejos, por ejemplo: finanzas, telecomunicaciones, etc.
  • Esta complejidad se transmite al software.
• Los requerimientos no funcionales, como usabilidad, desempeño, costo, etc., agregan más complejidad.

Razones para la complejidad de Software

• Comunicación entre usuarios y desarrolladores
  • Los usuarios tienen una idea muy vaga de qué esperar del software.
  • Dificultad de los usuarios para expresar sus requerimientos.
  • Los desarrolladores esperan los requerimientos en un formato específico.
  • Los desarrolladores y usuarios carecen de experiencia en el dominio.
  • Los usuarios obtienen una mejor idea después de ver un prototipo o un diseño.
  • Pueden requerir un cambio que es difícil de implementar.

Razones para la complejidad de Software

• Naturaleza volátil de los requerimientos
  • Cambios en los requerimientos.
  • Puede ser difícil, pero no imposible, implementar un cambio.
  • Los cambios futuros deben ser anticipados.
• Comportamiento impredecible del software
  • El software se ejecuta en sistemas con componentes discretos.
  • La aplicación puede tener múltiples hilos, variables, asignación de memoria.
  • Un gran número de eventos y estados.
  • Interacción entre componentes

Razones para la complejidad de Software

• Proceso de desarrollo
  • Tamaño de los equipos de desarrollo.
  • Ubicaciones geográficas.
  • Comunicación y coordinación entre desarrolladores.
  • Falta de recursos.

Minimizando la Complejidad

• Descomponer en partes más pequeñas hasta que cada una tenga un significado individualmente.
  • Integrar las partes para construir el sistema final.
  • “Divide et impera” - Divide y vencerás.

Descomposición Algorítmica

• Descomponer el problema en algoritmos.
  • Cada algoritmo es parte de una serie de pasos (parte de todo el proceso).
• Este es un enfoque de arriba hacia abajo (top-down).
  • Se inicia de una manera general.
  • Luego se divide en pequeñas partes.
• El resultado final soluciona el problema como un diagrama de flujo.

Ejemplo

• Desarrollar un programa para la calificación de estudiantes.
  • La aplicación deberá:
    • Enrollar estudiantes.
    • Aceptar resultados de exámenes.
    • Calcular notas.
    • Calcular promedios.
    • Mostrar máximos y mínimos.

Desventajas

• Desarrollo basado en especificaciones de alto nivel:
  • Cambian a menudo en el tiempo.
  • El código debe ser recodificado.
• Los algoritmos son específicos para la aplicación, por tanto, dificultan su reutilización.
• Dificultan agregar nuevas funcionalidades.
• Los datos se tratan con baja significancia.
• Se enfoca en operaciones:
  • No se tiene idea de en qué entidad se realizan las operaciones.
  • La comprensión en general de la aplicación se complica.
• No hay una relación entre las entidades del mundo real.

Lenguajes de Programación

• Algunos lenguajes basados en descomposición algorítmica:
  • Fortran
  • Cobol
  • Pascal
  • C
  • ...

Descomposición Orientada a Objetos

• La abstracción de la complejidad y enfocarse solo en los detalles necesarios.
  • Detalles no requeridos son ignorados.
  • Solo enfocarse en los detalles esenciales.
  • Esto lleva a entidades simples en el dominio del problema.

Descomposición Orientada a Objetos

• Reconoce la relación entre diferentes entidades:
  • Algunas entidades pueden ser generalizadas.
• Entender cómo es la interacción y coordinación entre estas entidades.
  • Esta coordinación da lugar a la funcionalidad del sistema.

Descomposición Orientada a Objetos

• Utiliza un diseño de abajo hacia arriba (bottom-up).
• El sistema se descompone en un conjunto autónomo, pero cooperativo de objetos.
  • Algunas entidades pueden ser generalizadas.
• Estos objetos son representaciones abstractas en el dominio del problema.
  • Diseñados con gran detalle.
• Cada objeto tiene su propio comportamiento
• Modelan objetos del mundo real.

Descomposición Orientada a Objetos

• Los objetos coordinan entre sí.
  • Esta coordinación da lugar a la funcionalidad del sistema.
  • Envían mensajes unos a otros.

Descomposición Orientada a Objetos

• Ventajas
  • Separación de responsabilidades.
  • El sistema se construye a base de objetos que representan entidades del mundo real.
  • Muy cercano a los problemas del mundo real.
  • Los datos tienen una importancia muy alta.
    • Parte del objeto que no es visible externamente.
  • Permite la generalización de objetos:
    • Promueve la reutilización de funcionalidades comunes.
    • Permite sistemas mas pequeños.
  • Evolucionan incrementalmente en un periodo de tiempo.

Definición de Objeto

• Un objeto representa a un individuo, un item identificable, unidad o entidad ya sea real o abstracta con un rol claramente definido en el problema del dominio.
• Modela alguna parte de la realidad.
• Existe en espacio y tiempo.
• Tiene un comportamiento identificado y un propósito definido.
• Colabora con otros objetos para proveer un comportamiento de mayor nivel.

Definición de Objeto

• Características:
  • Un objeto posee las siguientes características:
    • Estado.
    • Identidad.
    • Comportamiento.
• La estructura y comportamiento de objetos similares se especifican en una clase.
  • Un objeto es una instancia de una clase.
  • Una clase es una plantilla para crear objetos.

Definición de Objeto

• Estado
  • Las propiedades y sus valores constituyen el estado de un objeto.
    • Se muestra como los atributos de un objeto.
      • Campos, variables, etc.
  • Puede ser de dos tipos:
    • Estáticos: Atributos principales que no cambian.
    • Dinámicos: Atributos que cambian como resultado de una operación realizada en un objeto.

Definición de Objeto

• Identidad
  • Rasgo que hace que un objeto sea único y le da individualidad.
    • Se representa a través de uno o más de un atributo del objeto.
      • Campos, variables, etc.

Este cuestionario explora los propósitos y la complejidad del software, así como las razones detrás de su desarrollo y dificultades. Profundiza en cómo la complejidad se presenta en diferentes dominios, como finanzas y telecomunicaciones, y cómo afectar la interacción entre usuarios y desarrolladores.