PATRONES DE ARQUITECTURA

Los patrones arquitectónicos, o patrones de arquitectura, son patrones de diseño de software que ofrecen soluciones a problemas de arquitectura de software en ingeniería de software. Dan una descripción de los elementos y el tipo de relación que tienen junto con un conjunto de restricciones sobre cómo pueden ser usados. Un patrón arquitectónico expresa un esquema de organización estructural esencial para un sistema de software, que consta de subsistemas, sus responsabilidades e interrelaciones. En comparación con los patrones de diseño, los patrones arquitectónicos tienen una nivel de abstracción mayor.

Aunque un patrón arquitectónico comunica una imagen de un sistema, no es una arquitectura como tal. Un patrón arquitectónico es más un concepto que captura elementos esenciales de una arquitectura de software. Muchas arquitecturas diferentes pueden implementar el mismo patrón y por lo tanto compartir las mismas características. Además, los patrones son a menudo definidos como una cosa "estrictamente descrita y comúnmente disponible". Por ejemplo, la arquitectura en capas es un estilo de llamamiento-y-regreso, cuando define uno un estilo general para interaccionar. Cuando esto es descrito estrictamente y comúnmente disponible, es un patrón.

Uno de los aspectos más importantes de los patrones arquitectónicos es que encarnan diferentes atributos de calidad. Por ejemplo, algunos patrones representan soluciones a problemas de rendimiento y otros pueden ser utilizados con éxito en sistemas de alta disponibilidad. A primeros de la fase de diseño, un arquitecto de software escoge qué patrones arquitectónicos mejor ofrecen las calidades deseadas para el sistema.

Ejemplos de patrones arquitectónicos incluyen los siguientes:

• Programación por capas
• Tres niveles
• Pipeline
• Invocación implícita
• Arquitectura en pizarra
• Arquitectura dirigida por eventos, Presentación-abstracción-control
• Peer-to-peer
• Arquitectura orientada a servicios
• Objetas desnudos
• Modelo Vista Controlador

PATRONES DE DISEÑO

Los patrones de diseño son la base para la búsqueda de soluciones a problemas comunes en el desarrollo de software y otros ámbitos referentes al diseño de interacción o interfaces.

Un patrón de diseño resulta ser una solución a un problema de diseño. Para que una solución sea considerada un patrón debe poseer ciertas características. Una de ellas es que debe haber comprobado suefectividad resolviendo problemas similares en ocasiones anteriores. Otra es que debe ser reutilizable, lo que significa que es aplicable a diferentes problemas de diseño en distintas circunstancias.

Los patrones de diseño pretenden:

• Proporcionar catálogos de elementos reusables en el diseño de sistemas software.
• Evitar la reiteración en la búsqueda de soluciones a problemas ya conocidos y solucionados anteriormente.
• Formalizar un vocabulario común entre diseñadores.
• Estandarizar el modo en que se realiza el diseño.
• Facilitar el aprendizaje de las nuevas generaciones de diseñadores condensando conocimiento ya existente.

Asimismo, no pretenden:

• Imponer ciertas alternativas de diseño frente a otras.
• Eliminar la creatividad inherente al proceso de diseño.

No es obligatorio utilizar los patrones, solo es aconsejable en el caso de tener el mismo problema o similar que soluciona el patrón, siempre teniendo en cuenta que en un caso particular puede no ser aplicable. "Abusar o forzar el uso de los patrones puede ser un error".

PATRÓN

Los patrones son soluciones generales a problemas comunes y se dividen en:

• Patrones de arquitectura
• Patrones de diseño

REFACTORIZACIÓN

En ingeniería del software, el término refactorización se usa a menudo para describir la modificación del código fuente sin cambiar su comportamiento, lo que se conoce informalmente por limpiar el código. La refactorización se realiza a menudo como parte del proceso de desarrollo del software: los desarrolladores alternan la inserción de nuevas funcionalidades y casos de prueba con la refactorización del código para mejorar su consistencia interna y su claridad. Los tests aseguran que la refactorización no cambia el comportamiento del código.

La refactorización es la parte del mantenimiento del código que no arregla errores ni añade funcionalidad. El objetivo, por el contrario, es mejorar la facilidad de comprensión del código o cambiar su estructura y diseño y eliminar código muerto, para facilitar el mantenimiento en el futuro. Añadir nuevo comportamiento a un programa puede ser difícil con la estructura dada del programa, así que un desarrollador puede refactorizarlo primero para facilitar esta tarea y luego añadir el nuevo comportamiento.

La refactorización debe ser realizada como un paso separado, para poder comprobar con mayor facilidad que no se han introducido errores al llevarla a cabo. Al final de la refactorización, cualquier cambio en el comportamiento es claramente un bug y puede ser arreglado de manera separada a la depuración de la nueva funcionalidad.

Un ejemplo de una refactorización trivial es cambiar el nombre de una variable para que sea más significativo, como una sola letra 't' a 'tiempo'. Una refactorización más compleja es transformar el trozo dentro de un bloque en una subrutina. Una refactorización todavía más compleja es remplazar una sentencia condicional if por polimorfismo.

Aunque la limpieza de código se lleva realizando desde hace décadas, el factor clave de la refactorización es realizar de manera intencionada la limpieza separándola de la adición de funcionalidad nueva, usando un catálogo conocido de métodos útiles de refactorización, para después comprobar el código ejecutando las pruebas unitarias, sabiendo que cualquier cambio en el comportamiento significa que se ha introducido un error.

ARQUITECTURA DEL SOFTWARE

En los inicios de la informática, la programación se consideraba un arte y se desarrollaba como tal, debido a la dificultad que entrañaba para la mayoría de las personas, pero con el tiempo se han ido descubriendo y desarrollando formas y guías generales, con base a las cuales se puedan resolver los problemas. A estas, se les ha denominado Arquitectura de Software, porque, a semejanza de los planos de un edificio o construcción, estas indican la estructura, funcionamiento e interacción entre las partes del software. En el libro "An introduction to Software Architecture", David Garlan y Mary Shaw definen que la Arquitectura es un nivel de diseño que hace foco en aspectos "más allá de los algoritmos y estructuras de datos de la computación; el diseño y especificación de la estructura global del sistema es un nuevo tipo de problema".

• La Arquitectura del Software es el diseño de más alto nivel de la estructura de un sistema.

• Una Arquitectura de Software, también denominada Arquitectura lógica, consiste en un conjunto de patrones y abstracciones coherentes que proporcionan el marco
• Una arquitectura de software se selecciona y diseña con base en objetivos y restricciones. Los objetivos son aquellos prefijados para el sistema de información, pero no solamente los de tipo funcional, también otros objetivos como la mantenibilidad, auditabilidad, flexibilidad e interacción con otros sistemas de información. Las restricciones son aquellas limitaciones derivadas de las tecnologías disponibles para implementar sistemas de información. Unas arquitecturas son más recomendables de implementar con ciertas tecnologías mientras que otras tecnologías no son aptas para determinadas arquitecturas. Por ejemplo, no es viable emplear una arquitectura de software de tres capas para implementar sistemas en tiempo real.

• La arquitectura de software define, de manera abstracta, los componentes que llevan a cabo alguna tarea de computación, sus interfaces y la comunicación entre ellos. Toda arquitectura debe ser implementable en una arquitectura física, que consiste simplemente en determinar qué computadora tendrá asignada cada tarea.

La arquitectura de software, tiene que ver con el diseño y la implementación de estructuras de software de alto nivel. Es el resultado de ensamblar un cierto número de elementos arquitectónicos de forma adecuada para satisfacer la mayor funcionalidad y requerimientos de desempeño de un sistema, así como requerimientos no funcionales, como la confiabilidad, escalabilidad, portabilidad, y disponibilidad.

CHAOS REPORT

“Un proyecto es un esfuerzo temporal que se lleva a cabo para crear un producto, servicio o resultado único, con restricciones de plazo y de costo”

Sobre la base de los resultados de la dirección de proyectos en compañías de informática se realizo el estudio “The Chaos Report” (Standish Group) que observa de todos los proyectos estudiados, qué cantidad fueron finalizados exitosamente y cuántos no llegaron a cumplir con algunos o todos los objetivos. Y lo más interesante es que hace un análisis de los motivos que originaron esos “fracasos”, permitiéndonos poner foco en ellos al dirigir nuevos proyectos.

Según este estudio del total de proyectos evaluados:
El 16% son completados con el alcance esperado, en el tiempo planificado y dentro del presupuesto asignado.
El 53% de los proyectos son completados con menor alcance, y/o sobrecosto y/o fuera de término.
El 31% de los proyectos son cancelados antes de terminar.

Del total de proyectos que se completan:
El 70% de los proyectos terminan fuera de plazo.
El 54% de los proyectos sufren sobrecostos.
El 66% de los proyectos no son considerados exitosos.
El 30% de los proyectos son cancelados antes de terminar

Principales factores de éxito:
1 – Involucramiento del usuario 15.9 %
2 – Apoyo de la Gerencia 13.0 %
3 – Enunciado claro de los requerimientos 9.6 %
4 – Planeamiento adecuado 8.2 %
5 – Expectativas realistas 7.7 %
6 – Hitos intermedios 7.7 %
7 – RRHH competentes 7.2 %

Principales factores de fracaso:
1 – Requerimientos incompletos 13.1 %
2 – Falta de involucramiento del usuario 12.4 %
3 – Falta de recursos 10.6 %
4 – Expectativas no realistas 9.9 %
5 – Expectativas realistas 9.3 %
6 – Falta de apoyo de la Gerencia 8.7 %
7 – Requerimientos cambiantes 8.1 %

CRISIS DEL SOFTWARE

Básicamente, la crisis del software se refiere a la dificultad en escribir programas libres de defectos, fácilmente comprensibles, y que sean verificables. Las causas son, entre otras, la complejidad que supone la tarea de programar, y los cambios a los que se tiene que ver sometido un programa para ser continuamente adaptado a las necesidades de los usuarios.

Además, no existen todavía herramientas que permitan estimar de una manera exacta, antes de comenzar el proyecto, cuál es el esfuerzo que se necesitará para desarrollar un programa. Este hecho provoca que la mayoría de las veces no sea posible estimar cuánto tiempo llevará un proyecto, ni cuánto personal será necesario. Cuando se fijan plazos normalmente no se cumplen por este hecho. Del mismo modo, en muchas ocasiones el personal asignado a un proyecto se incrementa con la esperanza de disminuir el plazo de ejecución.

Englobó a una serie de sucesos que se venían observando en los proyectos de desarrollo de software:

• Los proyectos no terminaban en plazo.
• Los proyectos no se ajustaban al presupuesto inicial.
• Baja calidad del software generado.
• Software que no cumplía las especificaciones.
• Código inmantenible que dificultaba la gestión y evolución del proyecto.

Aunque se han propuesto diversas metodologías para intentar subsanar los problemas mencionados, lo cierto es que todavía hoy no existe ningún método que haya permitido estimar de manera fiable el coste y duración de un proyecto antes de su comienzo.