PDF de programación - TEMA 2: DESARROLLO DEL SOFTWARE

TEMA 2: DESARROLLO DEL

SOFTWARE

EDI I – Curso 2007/08

Escuela Politécnica Superior

Universidad Autónoma de Madrid

TEMA 2: DESARROLLO DEL

SOFTWARE

2.1. Ciclo de vida del Software
2.2. Corrección de errores de programación
2.3. Algoritmos

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Componentes de una aplicación

Informática

Hardware (Hw):
– Estático
– Independiente de la aplicación
Software (Sw):
– Dinámico, cambiante
– Específico del problema que resuelve la

aplicación

Componentes de una aplicación

Informática

Sw más necesario, más complejo y más
trabajoso que el Hw más caro
Desarrollo de Sw requiere ECI:
– Esfuerzo
– Creatividad
– Ingenio
Metodología de producción de Sw:
Ingeniería del Software

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Ciclo de Vida del SW

Es la base de la Ingeniería del Sofware
Actividades sobre el Sw desde su
concepción hasta su muerte.
Fases:

1. Análisis
2. Diseño
3. Desarrollo (implementación)
4. Pruebas y validación
5. Mantenimiento

Ciclo vida SW: Fase 1 Análisis
Qué hace la aplicación
Tareas a realizar:
1. Descripción general completa del problema a

resolver

2. Especificación funcional: qué tiene que hacer la

aplicación

3. Análisis de requisitos: condiciones informáticas bajo

las que debe funcionar la aplicación

4. Especificación de E/S: qué recibe y qué devuelve la

aplicación

5. Criterios de validación: especificar cómo se va a

comprobar que la aplicación funciona (que cumple
requisitos y especificaciones)

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Ciclo vida SW: Fase 1 Análisis
6. Análisis de factibilidad: ver si es posible realizar la

aplicación.

Resultados de la fase de análisis:
1. Conocimiento profundo del problema (por parte de

los informáticos)
2. Documento con:

– Especificación de requisitos

(valor informático + contractual)

– Protomanual de usuario
– Primeras estimaciones del coste de la aplicación

Ciclo vida SW: Fase 2 Diseño
Cómo se va a hacer la aplicación

ANÁLISIS

Descripción
funcional

Tareas
Datos

DISEÑO

Algoritmos

Tipos y estructuras

de datos

Diseño
informático

Cliente

Analista

Programador

Analista:

–
–
–

Buen programador
Conocimientos sólidos
Capacidad de: análisis, síntesis, organización y comunicación
(verbal y escrita)

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Ciclo vida SW: Fase 2 Diseño
Enfoque modular: TOP-DOWN
Jerarquía de:
1. Grandes módulos, semi-independientes,

intercomunicados

2. Submódulos
…

N. Funciones elementales

Ciclo vida SW: Fase 2 Diseño
Resultados de la fase de diseño:
1. Estructuración de la aplicación según la

jerarquía de módulos

2. Documento de diseño con info sobre:

1. Organización de los procesos
2. Datos y sus estructuras de datos
3. E/S generales y de cada submódulo
4.

Intercomunicación (a niveles
corrrespondientes)

3. Estimaciones económicas finales

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Ciclo vida SW: Fase 3 Desarrollo

Tareas:
– programación de la aplicación
– pruebas de módulos individuales
– pruebas de intercomunicación

Módulo de desarrollo + pruebas =
espiral creciente de alcance funcional y
complejidad

Ciclo vida SW: Fase 3 Desarrollo

Resultados del desarrollo:
1. Código de la aplicación
2. Documentación de la aplicación
3. Código del Sw de pruebas: genera datos de
pruebas, simula entornos de ejecución, etc.

4. Datos de pruebas
5. Documentación de las pruebas

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Ciclo vida SW: Fase 3 Desarrollo

Propiedades del código:
1. Legible: bien estructurado, tanto

conceptualmente (funcionalmente) como
visualmente

2. Correcto: siempre y frente a cualquier

entrada

3. Comprensible: bien documentado

Ciclo vida SW: Fase 3 Desarrollo

Tipos de código:

– Académico:

– Profesional:

Programas pequeños
Poco críticos
Análisis y diseño individual
Poco uso
(programador y profesor)
Requiere ECI

Programas grandes
Críticos (no pueden fallar)
Análisis y diseño en grupo
Uso intenso, por terceros
Requiere ECI
+ metodología
+ buenos hábitos
+ …

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Ciclo vida SW: Fase 4 Validación

Validación: certificación de que el Sw.
Cumple los requisitos y especificaciones
establecidas en fase 1 (análisis)
Objetivos:
– Validar el Sw
– Detectar/corregir errores “finos” (los gruesos se

detectan en la fase 3)

Estrategía BOTTOM-UP:
funciones individuales => jerarquía de módulos
=> aplicación completa

(Más detalles después)

Ciclo vida SW: Fase 5 Mantenimiento

Modificación de un producto Sw después
de su entrega al cliente, para:
– corregir defectos
– adaptarlo a un cambio de entorno
– mejorar rendimiento
– …
Suele ser lo más costoso

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Modelo ciclo vida SW en cascada
Análisis

Diseño

Desarrollo

Pruebas

Mantenimiento

Subidas de 1 escalón + o – frecuentes, debidas a
errores, inconsistencias, olvidos en fase anterior
Subidas de 2 o más escalones deberían ser poco
frecuentes. Suponen esfuerzo, tiempo y coste
superiores (perdido)

TEMA 2: DESARROLLO DEL

SOFTWARE

2.1. Ciclo de vida del Software
2.2. Corrección de errores de programación
– Fuentes de errores
– Detección de errores. Tipos de pruebas
– Datos de prueba
– Excepciones
2.3. Algoritmos

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Corrección de errores de programación

Fuentes de errores:
1. Errores “violentos”

– Ej: divisiones por 0, punteros locos, etc.
– Detección fácil, reproducción + o - fácil, resolución fácil

2. Lógica inconsistente/errónea

– Resultados a veces correctos, a veces inconsistentes,

a veces erróneos

– + complicados de detectar => + difíciles de reproducir

=> + difíciles de corregir

3. Especificación/diseño incorrectos

– Detección tardía
– Corrección casi imposible (falta de recursos, etc.)

Corrección de errores de programación

Detección de errores. Pruebas de 2 tipos:
1. Funcionales: pruebas de alto nivel

– El software se ve como una “caja negra”

E

SW

S

– Tareas:

1. Definir el conjunto de entradas
2. Calcular (a mano) las salidas esperadas de cada entrada
3. Comprobar que el Sw hace lo mismo

2. Estructurales: pruebas de bajo nivel

– Se sigue de cerca la evolución de la ejecución

(depuración, debugger)

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Corrección de errores de programación

Datos de prueba:
– Antes de probar, definir conjunto de datos de

prueba.

– Tipos:

1. Datos normales
2. Datos extremos
3. Datos ilegales

3.1. Datos ilegales “normales”
3.2. Datos ilegales absurdos

Corrección de errores de programación

Datos de prueba:

1. Datos normales:

– Son legítimos y razonables
– Resultado: correcto
– Ej: float media (float t [], int dim)

dim = 10000
t [i] = razonables dentro de floats, y que la
suma no pase del tamaño de un float

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Corrección de errores de programación

Datos de prueba:

2. Datos extremos:

– Son “normales”, pero al límite de la procesabilidad
– Resultado: correcto ó mensaje de error
– Ej: float media (float t [], int dim)

dim = INT_MAX
t [i] = tales que la suma pasa del tamaño de un

float (FLT_MAX)

Corrección de errores de programación

Datos de prueba:

3. Datos ilegales:

– Son NO procesables
– Tipos:

3.1. Ilegales “normales”: P.ej., el tipo se corresponde, pero se

pasa del valor permitido.

Ej: dim > INT_MAX, t[i] > FLT_MAX

3.2. Ilegales absurdos: Ni siquiera coincide el tipo de dato

Ej: dim = “hola”

– Resultado: mensaje de error correspondiente

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Corrección de errores de programación
Nunca puede haber fallos/ “cuelgues”,
programa debe responder siempre

necesario capturar excepciones

y gestionarlas adecuadamente
Excepción: circunstancia excepcional
que se produce durante la ejecución de
un programa y que debe ser gestionada
Capturar y gestionar excepciones
código extra, costoso y caro
(aprox. 50% código)

TEMA 2: DESARROLLO DEL

SOFTWARE

2.1. Ciclo de vida del Software
2.2. Corrección de errores de programación
2.3. Algoritmos
– Definición
– Elementos básicos
– Programación estructurada
– Pseudocódigo y diagrama de flujo

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Algoritmos

Algoritmo: conjunto de instrucciones
– simples,
– de ejecución finita, y
– que producen unos resultados concretos y

correctos.

Algoritmos – Elementos básicos

Elementos básicos de un algoritmo:
1. Secuencias (bloques secuenciales)
2. Selecciones
3. Repeticiones

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Algoritmos – Elementos básicos

1. Secuencias (bloques secuenciales):

serie de sentencias simples
de ejecución secuencial

Flujo de ejecución

Algoritmos – Elementos básicos

2. Selecciones:

– Bloques secuenciales que se ejecutan o no

dependiendo de una condición

– Varios bloques, sólo se ejecuta uno
– Ej. en C: if, switch, …

?

Flujo de ejecución

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Algoritmos – Elementos básicos

3. Repeticiones:

– Bloques secuenciales que se ejecutan

repetidamente mientras se cumpla una
condición

– Ej. en C: for, while, do while, …

NO

?

SÍ

. . .

Algoritmos – Prog. estructurada

Programación estructurada:
– Sólo se usan estos 3 elementos

(secuencias, selecciones, repeticiones),
posiblemente anidados

– No se usa “go to”

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Algoritmos – Pseudocódigo

Pseudocódigo: representación genérica
(independiente del lenguaje)
y concisa del funcionamiento de un
algoritmo

Algoritmos – Pseudocódigo

Pseudocódigo algoritmo de Euclides

ent mcd (ent a, ent b)

intercambia (a, b);

si b > a:

r = a mod b;
mientras r > 0:

a = b;
b = r;
r = a mod b;

devolver b;

Selección

Repetición

Secuencia

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Algoritmos – Diagrama de flujo

Diagrama de flujo algoritmo de Euclides

(inicio)

SÍ

b>a?
NO

r = a % b

NO

r>0?
SÍ
a=b;
…

intercambiar (a, b)

devolver b

Algoritmos – Pseudocódigo
Observaciones:
– No se puede programar sin saber escribir

pseudocódigo

– Notación pseudocódigo: libre pero cercana a

lenguajes, no a lenguaje natural

– Elementos implícitos que no se especifican:

punteros, declaración variables, etc.
– Seguir convenciones de legibilidad:
sangrado de sentencias y bloques
Importante: claridad, concreción de ideas

–

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