Diagrama de Flujo de Datos

Análisis y Diseño Estructurado

Docente : Yessica Gómez Gutiérrez P1 Proceso ENTIDAD

EXTERNA

flujo de datos D ALMACÉN DE DATOS

Diagrama de Flujo de Datos

Análisis y Diseño Estructurado

• Introducción - Visión panorámica del Análisis y Diseño Estructurado.

• Análisis : Diagramas de Flujo de Datos.

• Diseño: Diagrama de Estructuras P1

Proceso ENTIDAD EXTERNA


1.- 1.- Introducción:Introducción: Visión panorámica del AyDE Visión panorámica del AyDE

Análisis EstructuradoMétodo clave en el “desarrollo

estructurado” o “convencional”Aparece a finales de los 70Facilita la comunicación en el proceso de

desarrollo de un sistema de información análisis y diseño usuarios y analistas

Sencillo, fácil de entender y fácil de aprender

Amplia difusión Descomposición funcional

(Originariamente) Orientada a procesos (Originariamente) Top/down

Presente en numerosas metodologíasp.ej. Métrica, SSADM, information

engineering, Merise Herramientas CASE disponibles

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AyDE. Visión panorámica del AyDE.

CaracterísticasCaracterísticas

Bibliografía

Texto principal Mario Piattini,Jose Calvo-Manzano,Joaquín

Cervera,Luis Fernandez, Análisis y diseño detallado de Aplicaciones Informáticas de gestión. Edit. Ra-ma

Yourdon, E., Análisis estructurado moderno. 1993: Prentice-Hall Hispanoamericana

Bibliografía (II)

Entre la bibliografía básica... MAP, MÉTRICA versión 2.1. Guía de Técnicas. 1995, Madrid: Ministerio de

Administraciones Públicas. Secretaría de Estado para la Administración Pública. Consejo Superior de Informática.

Referencias clásicas... DeMarco, T., Structured analysis and system specification. 1979, Englewood

Cliffs, New Jersey: Yourdon Press. Gane, C. and T. Sarson, Análisis estructurado de sistemas. 1990, Buenos Aires:

El Ateneo (traducción de Gane, C. and T. Sarson, Structured systems analysis, tools and techniques. Software series. 1979, New Jersey: Prentice-Hall.)

DFD (Diagrama de Flujo de Dato Dataflow diagram)

Diagrama E-R (Entidad-Relación), o alternativamente, DED (Diagrama de Estructura de Datos)

Diagramas HVE (Historia de Vida de las Entidades)

Diagramas de Transición de Estados (STD, State Transition Diagram)

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AyDE. Componentes Visión panorámica del AyDE. Componentes

Lógica de procesosLenguaje estructuradoPre y post-condicionesTablas de decisiónÁrboles de decisión

Diccionario de Datos (DD)

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AE. componentes Visión panorámica del AE. componentes

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica Visión panorámica

del AE. DFDdel AE. DFD

Visión general de las funciones y transformaciones de datos en una organización

Modelo lógico y gráfico del sistema también como modelo físico

Identifica entradas, salidas, procesos y relaciones con el exterior ...a nivel general ...por refinamiento, a nivel detallado

P1 Proceso ENTIDAD

EXTERNA


P1 Proceso ENTIDAD

EXTERNA


Tipos de símbolos en los DFDs(notación de Yourdon/De Marco)

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AE. DFD Visión panorámica del AE. DFD

Adaptado del capítulo 2 de Gane, C. and T. Sarson, Análisis estructurado de sistemas. 1990, Buenos Aires: El Ateneo.

Sistema de distribución sin inventario“Se trata de un sistema que sirve pedidos de libros a unos clientes, con la particularidad de que no mantiene un stock o inventario interno. El sistema puede agrupar los pedidos que clientes distintos hacen a un mismo editor, de manera que se puedan conseguir descuentos.”

Ejemplo

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AE. DFD: Ejemplo Visión panorámica del AE. DFD: Ejemplo

PrácticoPráctico

Diagrama de contexto

Análisis de los procesos del sistema

en principio, no son materiales,

son datos

0. Sistema de

Pedidos EDITOR

libros entregados

pedidosCLIENTE

órdenes de compra

libros pedidos

Aplicamos la visión sistémica

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AE. DFD: Ejemplo Visión panorámica del AE. DFD: Ejemplo

PrácticoPráctico

0. Sistema de pedidos

1.Verificar validez

de pedido

pedidos

2.Armar

pedidos a editores

pedidos en lote

3.Verificar

envíode editores

libros pedidos

4.Asignar libros a pedidos

5.Armar entrega

a clientes

pedidos por título

libros recibidos

libros por clientes

D CLIENTES

estado del crédito

dirección

D LIBROS

libros entregados

libros entregados = albarán + lista-novedades

DD

DD

libros recibidos = {título + cantidad}

pedidos válidos

D PEDIDOS PENDIENTES

órdenes de compra

D ÓRDENES DE COMPRA

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AE. DFD: Ejemplo Práctico Visión panorámica del AE. DFD: Ejemplo Práctico

“Es un conjunto de metadatos, es decir, de información (datos) sobre datos”

Contiene las definiciones de todos los elementos de los diagramas

Implementación Manual Procesador de textos Base de datos Automático e integrado

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AE. Diccionario de Datos Visión panorámica del AE. Diccionario de Datos

Flujo de datos: entregaDescripción: Conjunto de libros enviados por un

proveedor a la biblioteca, basado en la relación que previamente había recibido.

Sinónimos: *** none ***Componente de: *** none ***Composición:

Libros+ { Albarán }

Información de entrada y salidaOrigen Destino*** Off the diagram *** Compra librosPROVEEDORES Biblioteca

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AyDE. Diccionario de Visión panorámica del AyDE. Diccionario de

DatosDatos

Visión panorámica AyDEDiccionario de Datos (III)Almacen: FacturasDescripción: Información, por número de factura, sobre

facturas en el sistema actual.Sinónimos: *** none ***Composición:

@Número-factura+ Fecha-factura+ Dirección-cliente+ { Número-producto+ Cantidad-producto+ Costo-unidad-producto }+ Costo-envío+ Tasa-de-descuento+ Neto-factura+ Estado-factura

Procesos asociados: Según DFD generalProc_cancelación Proc_pagoProc_consultas Adjuntar_albarán

Proceso: Verificar estado del socioNúmero: 1.1.1 Descripción: Se examina si el socio no está sancionadoMiniespecificación:

Recibir “Socio ID” del socioLeer “SOCIOS” para

Leer “Flag-de-precaución”Si OK, enviar “Socio ID válido”

Complejidad: Prioridad:Ratio de transacciones: Memoria requerida (Kb):

Tiempo de proceso:

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AyDE. Pseudocódigo. Visión panorámica del AyDE. Pseudocódigo.

Diagramas E-R y DED (Diagrama de Estructura de Datos)

DED es, básicamente, un E-R limitado:no relaciones ternarias sólo cardinalidades 1:Nno atributos multivaluados ni

compuestos

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AyDE. Modelado de Datos Visión panorámica del AyDE. Modelado de Datos

Diagrama E-R

ProyectoEmpleado

Departamento

asignado

pertenece

(1,n)

(1,1)

(0,n) (1,m)

[EN2002] (Chen)

Asignación

Departamento

Empleado

Proyecto

requiere

tiene

perteneceDED

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AE. Ejemplo de E/R Visión panorámica del AE. Ejemplo de E/R . .

Técnicas para describir la lógica de los procesos primitivosLenguaje estructuradoPre y post-condicionesTablas de decisiónÁrboles de decisión

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AyDE. Lógica de Proceso. Visión panorámica del AyDE. Lógica de Proceso.

Lenguaje estructurado SI la factura excede de 300€

SI la cuenta del cliente tiene alguna factura sin pagar más de 60 días, dejar la confirmación pendiente de este pago.

SI NO (la cuenta está en buen estado) hacer confirmación y factura

SI NO (la factura es de 300€ o menos) SI la cuenta del cliente tiene alguna factura sin pagar más

de 60 días hacer la confirmación, la factura y escribir un mensaje sobre informe de crédito

SI NO (la cuenta está en buen estado)hacer confirmación y factura

FIN-SI.


Pre y post-condicionesPre1 (la factura excede de 300€) Y (la cuenta del cliente tiene alguna

factura sin pagar más de 60 días)Pos1 (confirmación pendiente de este pago)

Pre2 (la factura excede de 300€) o (la cuenta del cliente no tiene ninguna factura sin pagar más de 60 días)

Pos2 (confirmación y factura realizadas)

Pre3 (la factura no excede de 300€) Y (la cuenta del cliente tiene alguna factura sin pagar más de 60 días)

Pos3 (confirmación y factura realizadas) Y (mensaje impreso sobre informe de crédito)

Pre4 (la factura no excede de 300€) Y (la cuenta del cliente no tiene ninguna factura sin pagar más de 60 días)

Pos4 (confirmación y factura realizadas)

1.- Introducción:1.- Introducción: Visión panorámica del AE. Lógica de Proceso. Visión panorámica del AE. Lógica de Proceso.

ESTADO DE LA CUENTA

CORRECTO IMPAGADO CORRECTO IMPAGADO

NETO-FACTURA >300€ >300€ <=300€ <=300€

CONFIRMACIÓN PENDIENTE

x

HACER CONFIRMACIÓN

x x x

HACER FACTURA

x x x

ESCRIBIR MENSAJE x

Tablas de decisión


Árboles de decisión

Política contabl

e

Factura excede de 300€

Factura menos de 300€

Cuentas impagadas más de 60 días

Cuentas en buen estado

Cuentas impagadas más de 60 días

Cuentas en buen estado

1. Dejar confirmación pendiente de los pagos debidos.

2. Hacer confirmación y factura

3. Hacer confirmación y factura y escribir mensaje sobre informe de crédito

4. Hacer confirmación y factura


¿Y después del AE?

DISEÑO ESTRUCTURADO (DE)El diseño lógico de los requisitos del

nuevo sistema de información se convierte en un modelo de la aplicación, plasmado en un DIAGRAMA DE DIAGRAMA DE ESTRUCTURAESTRUCTURA.

En el paso AE DE, Análisis de transacciones Análisis de transformaciones

Diseño Estructurado: DIAGRAMA DE Diseño Estructurado: DIAGRAMA DE ESTRUCTURA.ESTRUCTURA. Ejemplo de diagrama de

estructuras

Informarpetición

Elaborarinforme

Rechazarpetición

Leerpeticiones

Consultarstock

Recibirpeticiones

Evaluar peticiones

informe préstamoinforme préstamo

pet rechazada

okpet préstamo

pet aceptadapet aceptada

pet préstamo

Definiciones de la BD

Visión panorámica AEEsquema resumen

Diccionariode Datos

Diagrama de flujo de datos

PROC

B

Z

Y

X

W

V

A PROC

PROCPROCPROC

FUENTE

DESTINO

D ALMACÉN DE DATOS

Diagrama E-R (o DED)

Diagrama de estructuras

Paso al diseño

Descripcióndel proceso

Definición del FD

Definiciones de los módulos

Descrip.E. E.

2.- Diagramas de Flujo de Datos(DFDs)

Símbolos del DFD(notación Yourdon/De Marco)

PProceso

Entidad Externa

D ALMACÉN DE DATOS

Flujo de eventos

Flujo de datos

Transformaciones o procesos (funciones, cálculo, selección)

Terminadores (Fuentes o Destinos)(personas, entidades)

Flujos de información(inputs-outputs)

Flujos de control (Ward & Mellor 85)

Ficheros o depósitos temporales de información (base de datos, armario, clasificador, etc.)

2.- Diagramas de Flujo de Datos

Símbolos del DFD(notación Métrica/SSADM)

Entidad Externa

D ALMACÉN DE DATOS

Flujo de datos

Transformaciones o procesos

Terminadores (Fuentes o Destinos)

Flujos de información

Ficheros o depósitos temporales de información

Localización

ProcesoID


Procesos

TRANSFORMACIÓN (cálculo, operación)

FILTRO(verificación fecha, validación transacción)

DISTRIBUCIÓN(menú, selección transacción)

PTransformación

E2

E3

E1

S2

S1


Procesos (II) Nombres únicos, significativos y concisos Preferiblemente expresados en función de

las entradas y salidas Recomendación:

verbo (no ambiguo) + objeto Evitar verbos ambiguos

procesar, gestionar, manejar... “objeto” está definido en el DD

Los procesos se descomponen en “subprocesos”, hasta llegar a los procesos primitivos


Diagrama de contexto

Es el DFD más general de todos Está formado por un solo

macroproceso (el sistema), las entidades externas (fuentes y destinos) y sus relaciones con el macroproceso

Delimita el sistema y su entorno


Entidades externasSeñalan los límites del sistema y establecen sus relaciones con el entorno

P

Sistema

DESTINO

DESTINO

DESTINO

FUENTE

FUENTE

FUENTE

Los identificadores (nombres) de las entidades externas serán únicos, significativos y concisos


Flujos de datos Los nombres de los FD deben ser únicos,

significativos y concisos Son datos, así que nómbralos como datos. Pueden estar indistintamente en singular o

en plural, ya que en los DFDs no se representan cantidades (Barranco 95)

Los nombres no sirven sólo para identificar los datos, sino también la información que se tiene sobre ellos

P.ej. Información (fecha-válida) > Información (fecha)


Flujos de datos (II) Flujos de datos interactivos (dialog flows)

Cuando dos FD establecen un diálogo o comparten una acción de estímulo-respuesta, pueden dibujarse como un único FD de doble flecha, donde ambos extremos deben llevar el nombre del FD que representan.

PDeterminar

estado pedido respuesta estado pedido

petición estado pedido

denegacióncréditoP

AnalizarPeticióncrédito

PAceptar pago solicitud crédito

autorización crédito

recibo

pago


Flujos de datos (III) Las flechas dobles con sentidos

opuestos que transportan los mismos datos pueden sustituirse por flechas doblemente encabezadas

¡Pero sólo si transportan los mismos datos!

PB

PA

X

X

PA

PB

X


Flujos de datos (IV) Se puede representar, si se desea, el FLUJO

DE MATERIAL, usando flechas de trazo grueso

EDITORIALES INTERVENTOR

P4

Enviar al dpto.comprador

P1

Selecc. ypedir nuevos

libros

P3

Registrar librosnuevos

P5

Poner librosnuevos enestantes

P2

Examinarnuevos libros

D2 ESTANTES

D3 INVENTARIO

D4 SIGNATURAS

D9 CARRITOLIBROS NUEVOS

D1 LISTA MAESTRADE ISBN

nuevas ofertas

pedidos de libros nuevos

ajuste de inventario

ajuste de signaturas

nuevos libros

libros nuevos

libros nuevos

libros nuevoslibros nuevos

libros nuevos

libros nuevos

Notación Gane & Sarson


Flujos de datos (V)Se pueden considerar flechas convergentes o divergentes, con un mismo nombre

PB

PA

número de cuenta

PValidar

calle

PValidar

cod postal

PValidarTelef.

calle

dirección clicod postal

telef

Observaciones:Sólo los procesos pueden separar FD (Piattini et al. 96)No poner FD como señales de activación (Yourdon 89)


Flujos de datos (VI)Notación System Architect. EjemplosFD divergentes (conectores XOR y AND)

PImprimir facturacliente

PImprimir

lista empaquetado

PDeterminarprods.para

enviar XORcuando los datos son

divididos en subconjuntos

datos de facturación

datos de empaquetadodatos de envío

PDeterminar prescripción

PRellenar

prescripción

PActualizar

registropaciente

ANDcuando todos los datos

siguen por ambos caminos

prescripción


Flujos de datos (VII)Notación System Architect. EjemplosFD convergentes (conectores XOR y AND)

PAceptar pago

en metálico

PTransferir

pagoP

Aceptar pagoa crédito

XOR cuando los mismos

datos provienen decualquier dirección

datos de pago

PConfirmar

historial de crédito

PConcedertarjeta de

crédito

PConfirmar

empleo

ANDcuando los subconjuntosson combinados en uno

historial de empleo

historial de crédito

historia combinada


Flujos de datos (VIII)

No lo sabemos, no importa:Los aspectos procedurales no se

manifiestan en los DFDsSi tales aspectos son relevantes, se

deben incluir en las miniespecificaciones

¿El proceso “pide” el FD “pedido”?

¿El proceso “necesita” ambos FD?

PEvaluar pedido

criterios valoración

pedido


Flujos de control En los DFDs no se muestra el control ni el

orden de ejecución No se puede mostrar:

Procesos que se realizan antes que otros Sincronización Periodificación

Extensiones al AE para sistemas en tiempo real: (Ward & Mellor 85) (Hatley & Pirbhai 87)


Almacenes de datos Nombre único, significativo y conciso Convenciones de nombres en los FD

a/desde un almacén: No lleva etiqueta

El FD se refiere a un paquete (instancia) completo de la información contenida en el almacén

La etiqueta es la misma que la del almacén El FD se refiere a uno o más paquetes completos

(instancias) de la información contenida en el almacén

La etiqueta es distinta de la del almacén El FD se refiere a uno o más componentes (atributos)

de una o más instancias del almacén


Consistencia DFD / E-R (MAP 95)

Para facilitar validaciones cruzadas entre DFDs y E-R (o DED)...

Correspondencia entre los almacenes de datos “principales” (permanentes) del DFD y las entidades del E-RCada almacén de un DFD representa

una o varias entidades del E-RCada entidad del E-R pertenece a un

único almacén principal de un DFD


Consistencia DFD / E-R (II)

ETIQUETA DE LOS ALMACENESSegún explosione a

Entidad de datos Plural nombre entidad Diagrama E-R (o DED) Nombre diagrama

DEFINICIÓN DE LOS ALMACENES1. Pocos almacenes

Para cada uno, diagrama E-R (o DED)2. Tantos almacenes como entidades se hayan

identificado Preferible (si no hay muchas entidades)


Descomposición funcional

Cada proceso se puede explotar, refinar o descomponer en un DFD más detallado

El DFD de un sistema es realmente un conjunto de DFDs dispuestos jerárquicamente

Los niveles de la jerarquía están determinados por la descomposición funcional de los procesos

La raíz de la jerarquía es el “diagrama de contexto”, que es el más general de todos


Descomposición funcional (II)

Pf5

Pf4

Pf3

Pf2

Pf1

B

Z

Y

X

W

V

A

Pf45

Pf44

Pf43

Pf42

Pf41

Z

y2

x2

y1

x1

Y

X

PSist

BA

FUENTE

DESTINO


Consistencia en el DFD

Cada proceso en un diagrama “padre” es una consolidación del DFD “hijo”

Balanceo de DFDsLas E/S de un proceso “padre” deben

corresponderse con las E/S del DFD “hijo” que lo explica


Descomposición paralela

Descomposiciones de funcionesProceso en subprocesos (DFD)

Descomposición de flujos de datos La regla de balanceo se aplica

teniendo en cuenta la descomposición paralela


Descomposición paralela (II)

Ejemplo: pedido = autorización + cupón de pedido + pago

P6

P5

P4P3

P2

P1envío

pedido

P6.3

P6.2

P6.1

pago

envío

cupón de pedido

autorización


Jerarquía de DFDs En un DFD completo cada proceso tiene un

número único que lo identifica en función de su situación en la jerarquía

Cada DFD tiene también un número único que coincide con el proceso que describe

Las hojas o nodos terminales corresponden a “procesos primitivos” o indescomponibles

Para cada proceso primitivo existirá una miniespecificación.

LocalizaciónProceso Proceso primitivo en Métrica


Jerarquía de DFDs (II)

P 1.2Proceso A

B

A

P 1.2.3f3

P 1.2.1f1

Y

W

V

A

XP 1.2.2

f2

DFD 1.2


Jerarquía de DFDsDFD 0

El primer diagrama general que sigue al de contexto es el número 0 por convenio

En el DFD 0 se hace una descomposición en subsistemas, es decir, se indican los procesos más importantes en el sistema

Han de ser SUBSISTEMAS


Descomposición funcional y almacenes de datos

Los almacenes aparecen lo más tarde posible

En un nivel superior únicamente cuando son interfaz entre procesos

Una vez que aparezca en un DFD, el almacén aparecerá otra vez en cada DFD de nivel más bajo relacionado


Descomposición funcional y almacenes de datos (II)

PB

PA D FICH

PA.2

PA.1

D FICH

PB.2

PB.1

D FICH


Tamaño de la jerarquía de DFDs

Cada DFD debería tener alrededor de 7 procesos o menos (Miller 57)

En general, habrá varios niveles intermedios, dependiendo del tamaño y complejidad del sistema que se está modelando

¿Cuántos niveles son convenientes?Yourdon: depende del problema

Diagrama de contexto / sistemaDiagrama de subsistemasDiagrama de funcionesDiagrama de subfuncionesDiagrama de procesos (opcional)

Métrica


Reglas sintácticas en DFDs

El origen y/o el destino de un FD es siempre un proceso Excepción: almacenes en el diagrama de

contexto (Yourdon 89)

PSIST. DE

INVESTIG. DEMERCADOS

CENTROS DEINVESTIGACIÓN

CLIENTE

CLIENTESCORPORATIVOS

D DATOS DELMERCADO

informes anuales

datos de investigación

datos del mercado

datos del mercado


Reglas sintácticas en DFDs (II)

Todo almacén y todo proceso tienen uno o más FD de E y uno o más FD de S EXCEPCIÓN: un almacén puede no tener FD de

salida, por simplificación (p.ej. BD Histórica) RECOMENDACIÓN: si aparece un proceso

fuente o sumidero, replantearse los límites del sistema P

SumideroP

Fuente


Ideas útiles para construir el DFD

Identificar todos los elementos exógenos

Identificar sus relaciones con el sistema Trabajar según alguna de las siguientes

filosofías:De inputs a outputsDe outputs a inputsDesde una posición intermedia hacia

delante o hacia atrás


Ideas útiles para construir el DFD (II)

Nombrar adecuadamente todos los objetos del DFD

Numerar adecuadamente procesos y diagramas

Realizar una correcta división en subsistemas (DFD 0)

Utilizar la descomposición funcional jerárquica hasta alcanzar las funciones primitivas


DFDs - Conclusiones

Valiosa herramienta de comunicaciónUsuario, analista, diseñador, programadorSe puede combinar con el uso de

prototipos Fácil de entender y de aprender Facilita las relaciones con el usuario Amplia difusión


DFDs – Conclusiones (II) Superado por las metodologías OO,

pero todavía vigente: se enseña en 12 de 15 ppales. universidades

españolas,casi todas en Chile industria, administración (Métrica 2.1 y 3), cuerpo de conocimiento de ingeniería del software

(SWEBOK, SEEK, etc.) El control no aparece hasta el final de la

especificación estructurada No es inmediato el paso a la codificación y

prueba Diseño estructurado


DFDs – Conclusiones (III)

Útil para el análisis y para el diseño del nuevo sistema

Más adecuado para el nivel lógico, aunque también puede ser adecuado para el nivel físico (indicando personas concretas, lugares geográficos, formatos de datos, etc.)


Diseño EstructuradoDiseño Estructurado IntroducciónIntroducción

Concepto y Principios del Diseño Inicios del Diseño Efectividad del Diseño

Módulo(laridad) Abstracción Refinamiento

Factores de calidad Acoplamiento Cohesión

Tipos de Acoplamiento Tipos de Cohesión Consideraciones para un Diseño de Calidad Resultados del Diseño

2.- Diseño: Diagrama de Estructuras

Diseño ArquitectónicoDiseño Arquitectónico ( Diseño Preliminar) ( Diseño Preliminar) Elementos Diagrama de Estructura Partición Estructural de un Diagrama de

Estructura Estrategias de Diseño Construcción del Diagrama de Estructura

2.- Diseño: Diagrama de Estructuras

“ El diseño es un proceso a través del cual los requerimientos establecidos en la fase de análisis deben traducirse en una representación ‑que se sugiere modular‑ del producto de software que se precisa construir y que se acompaña de los procedimientos en virtud de los cuales cada módulo debe llevar a cabo su tarea, y de las estructuras de datos que debe procesar”

Larry Constantine ‘78

Concepto y Principios del DiseñoConcepto y Principios del Diseño

El diseño estructurado es un método de configuración de la organización modular del software que se desarrolla a partir de los flujos de datos que contiene la especificación de requerimientos obtenida en la fase de análisis bajo enfoque estructurado. En este sentido, puede decirse que este enfoque consiste en el diseño de programas como estructuras de funciones únicas y de relativa independencia.

Concepto y Principios del Concepto y Principios del DiseñoDiseño

Efectividad del DiseñoPara poder evaluar la efectividad de una representación de diseño, es preciso establecer lo que se denomina en Ingeniería de software, "criterios para un buen diseño", entre los cuales es posible destacar los siguientes:

• El diseño debe exhibir una organización jerárquica con mecanismos de control que no atenten contra la independencia relativa de cada componente de la jerarquía.

Efectividad del Diseño‑ El diseño debe ser modular, esto es, el software debe estar particionado lógicamente en elementos que ejecuten funciones y subfunciones específicas.

- El diseño debe generar módulos que exhiban niveles adecuados de independencia funcional.

‑ El diseño debe obtenerse a partir de la especificación de requerimientos generada durante la fase de análisis.

‑ Módulo(laridad)

‑ Abstracción

‑ Refinamiento

Efectividad del Diseño

‑ Módulo(laridad)

“Módulo es una unidad claramente definida y manejable que forman parte de los elementos constituyentes del software”

“La modularidad consiste básicamente en el particionamiento del software en elementos con nombres y direcciones separadas que se denominan módulos, los cuales en su composición generan la totalidad que debe ser capaz de resolver el problema global que da origen a la necesidad de construir un producto de software. “

Tiene que ver con la separabilidad de las funciones que en conjunto cumplen un objetivo mayor, esto es, responden a la idea de totalidades emergentes propia de la noción de sistemas.

Efectividad del Diseño‑ Beneficios de la Modularidad

‑ Programas más simples, ya que puede ser comprendido, verificado, programado, depurado, mejorado y alterado por partes.

‑ Módulos que pueden ser desarrollados con relativa independencia.

‑ Disminución de la posibilidad de errores al reducir la complejidad.

‑ Programas que pueden evaluarse por partes, por lo cual todo test se hace más fácil.

‑ Programas más fáciles de alterar ya que son menores las líneas de código a considerar para incorporar los cambios.

‑ Módulos de función única que pueden ser reutilizados.

Efectividad del Diseño‑ Beneficios de la Modularidad

‑ La posibilidad de cometer errores por parte de los programadores disminuye porque son menos las líneas de código que deben enfrentarse al mismo tiempo.

‑ La rotación de personal se hace menos crítica, ya que los programadores están involucrados en unidades de código más pequeñas por lo cual la sustitución resulta menos dificultosa.

‑ Responder al requerimiento de la división del código en segmentos de una página, como lo sugiere la programación estructurada, es casi total.

Efectividad del Diseño

‑ Módulo

El Fan‑out es una medida del número de módulos controlados directamente por otro módulo (número de subordinados inmediatos

que posee). El Fan‑in indica cuántos módulos controlan directamente un determinado módulo (número de superiores

inmediatos que posee)

Un módulo que controla a otro se dice que es "superordinado" a éste y, recíprocamente, un módulo controlado por otro se dice que es "subordinado".

Efectividad del Diseño‑ Módulo

Módulo Superordinado

Módulo Subordinado

Fan‑out : 2

Fan‑in : 1

Efectividad del Diseño‑ Módulos & Integración

N° Módulos

Costos o Esfuerzo

Costo por Módulo

Costo por IntegraciónCosto Total SW

Costos Mínimos

Efectividad del Diseño‑ Abstracción

“Cuando se considera una solución modular para enfrentar un problema, se puede plantear en distintos niveles de abstracción. Un nivel superior de Abstracción supone una solución en términos amplios, usando un lenguaje del entorno del problema. A un niveles más bajos, se toma una orientación más procedimental, se combina una terminologia orientada al problema con una orientada a la implementación. El nivel más bajo de abstracción permite que la solución pueda implementarse directamente”

Efectividad del Diseño‑ Refinamiento

El refinamiento gradual es una estrategia de diseño top_down cuyo origen es la propuesta de Niklaus Wirth (WIRTH‑71) quien postula que "La arquitectura de un programa se desarrolla refinando sucesivamente los niveles de detalle de los procedimientos. De este modo se desarrolla una jerarquía de procedimientos al descomponer sucesivamente una sentencia global hasta

alcanzar sentencias específicas a nivel de un lenguaje de programación".

R. Pressman (PRESSMAN‑88) al respecto cita a Wirth señalando que: "En cada etapa (del refinamiento), se descomponen una o varias de las instrucciones del programa dado en instrucciones cada vez más detalladas. Esta descomposición o refinamiento sucesivo termina cuando todas las intrucciones están expresadas en términos de cualquier lenguaje básico de

computador o de programación.

Efectividad del Diseño‑ Refinamiento

En el dominio de la Ingeniería de Software, la modularización se apoya en lo que se conoce como refinamiento sucesivo o gradual, para la configuración de la estructura del software que se precisa diseñar y luego construír.

Módulo A

Abstracción RefinamientoGradual

A1 A2

Modularidad Factorización

Factores de Calidad‑ Acoplamiento

Corresponde al grado de independencia entre dos módulos. Entendido así, minimizar el acoplamiento aparece entonces como una determinante prioritaria al configurar las conformaciones estructurales.

La obtención de módulos tan independientes como sea posible,se puede ser lograda principalmente de tres maneras:

‑ Eliminando relaciones innecesarias.

‑ Reduciendo el número de relaciones necesarias.

‑ Debilitando la dependencia de las relaciones necesarias.

Factores de Calidad‑ Cohesión

Corresponde a la medida de relación funcional de los elementos de un módulo, Los elementos de un módulo corresponden a instrucciones, definiciones de datos, o llamadas o otros módulos. La idea es organizar estos elementos de tal manera que tengan una mayor relación entre ellos a la hora de realizar la tarea específica del módulo

Factores de Calidad

Acoplamiento

CohesiónPrincipios de un Buen Diseño

Tipos de Acoplamiento

1. Acoplamiento Normal

2. Acoplamiento por Datos

3. Acoplamiento por Estampado o Imagen

4. Acoplamiento de Control

5. Acoplamiento Común

6. Acoplamiento por Contenido


Grado de Acoplamiento

NORMAL

Mejor Acoplamiento

DATOS

ESTAMPADO

CONTROL

EXTERNO (caso especial de COMÚN)

COMÚN

CONTENIDO


1.Acoplamiento Normal

Dos Módulo A y B están Normalmente Acoplados si:• Un Módulo A llama a otro B• B retorna el control a A

No se produce traspaso de parámetros entre ellos, sólo existe la llamada de uno a otro.

A

B

Tipos de Acoplamiento2. Acoplamiento por Datos

Dos módulos están acoplados por datos si ellos se comunican por parámetros, siendo cada parámetro una unidad elemental de datos

El acoplamiento por datos corresponde a la comunicación de datos necesaria entre módulos. Toda vez que los módulos tienen que comunicarse entre sí, la ligazón por datos es inevitable y serán adecuadas si se mantienen a niveles mínimos.

Obtener Datos

Cliente

Leer Rut

Rut_cliente

Tipos de Acoplamiento3. Acoplamiento por Estampado o Imagen

Dos módulos aparecen acoplados por estampado o ligados por imagen si ellos se refieren a la misma estructura datos local. Cabe destacar que por estructura de datos se debe entender un grupo compuesto de datos, tal como un registro, el cual, por su parte, se constituye de varios campos.

Calcular DeudaCliente

Leer Cliente

Cliente

Cliente= rut+nombres+apellido_paterno+Apellido_materno+dirección+fono+e_mail


4. Acoplamiento de Control

Dos módulos están acoplados por control cuando uno de ellos pasa al otro módulo elementos de control (flags, switchs) como argumentos.

Provoca dependencia de ejecución entre un módulo y otro.

No es muy recomendable.

ObtenerDatos

Cliente

Leer Cliente

ClienteTipo_dato

Tipos de Acoplamiento5. Acoplamiento Común

Los módulos presentan acoplamiento común, si ellos se refieren a la misma área estructura de datos (global). Cuando sólo se acomplan por una variable (global), se trata de un Acoplamiento Externo

Obtener Nombre

Video

Leer RegistroVideo

video

Actualizar StockVideo

Programas con muchos datos globales son extremadamente difíciles de entender por los programadores de mantención, porque no es fácil saber cuáles son los datos usados por un cierto módulo.

Tipos de Acoplamiento6. Acoplamiento por Contenido

Este es un tipo de Acoplamiento Inaceptable. Dos módulos presentan acoplamiento de contenido (o patológico) si uno hace referencia al interior del otro. Esto ocurre si por ejemplo, en un módulo se desvía la secuencia de instrucciones al interior de otro o si un módulo altera un comando de otro.

Tal acoplamiento torna el concepto de módulos configurados bajo el criterio de la caja negra sin sentido, ya que fuerza a un módulo a conocer explícitamente los contenidos y la implementación de otro.

………..………………..Jump to Srch……….………

A

………..Srch: Move..………..……….……….………

B

Tipos de Acoplamiento Dos módulos pueden estar relacionados por más de un tipo de acoplamiento. Si esto ocurre, el acoplamiento que caracteriza la relación entre ellos queda definido por el peor tipo que presenten. Por ejemplo, si dos módulos están ligados por acoplamiento de imagen y acoplamiento común a la vez, se dirá que los módulos están ligados por acoplamiento común.

Enfoques: ¿Cómo Analizar el Tipo de Acoplamiento?

• Imaginar el Módulo como una Biblioteca

• Cada Módulo es codificado por un programador diferente

Tipos de Cohesión

Grado de Cohesión

FUNCIONAL

Mayor Cohesión

SECUENCIAL

COMUNICACIONAL

PROCEDURAL

TEMPORAL

LÓGICA

COINCIDENTAL

Módulo como Caja Negra

Módulo Transparente

STEVEN, MYERS, CONSTANTINE y YOURDON (1974)establecieron "una escala de cohesión"

Tipos de Cohesión

1. Cohesión Funcional

Se puede decir que un módulo con cohesión funcional es aquel que contiene elementos que contribuyen a la ejecución de una y sólo una tarea relacionada al problema objeto de diseño,.

Ejemplos

• Calcular el coseno de un ángulo

•Calcular el I.V.A. De una factura

•Verificar el dígito de un RUT

Tipos de Cohesión

2. Cohesión Secuencial

Un módulo secuencialmente cohesionado es aquel cuyos elementos están envueltos en actividades tales que los datos de salida de una actividad sirven como datos de entrada para la

próxima actividad.

Ejemplo: Calcular Salario1. Obtener sueldo base

2. Verificar número de cargas

3. Revisar días con permiso

4. Revisar días con licencia

5. Calcular horas de trabajo

6. Descontar horas de atraso

7. Agregar horas extras

....

Tipos de Cohesión

3. Cohesión Comunicacional

Un módulo presenta cohesión comunicacional cuando sus elementos contribuyen a actividades que usan la misma entrada o la misma salida. No importa el orden secuencial

Ejemplo: Obtener datos Video1. Obtener nombre video

2. Obtener stock video

3. Obtener ubicación

4. Obtener precio

....

Tipos de Cohesión4. Cohesión Procedimental

un módulo cohesionado por procedimientos es aquel cuyos elementos están envueltos en actividades diferentes y posiblemente no relacionadas, en donde el control fluye de una actividad a otra.

Ejemplos: Actividades en una oficina

1. Hablar por teléfono

2. Tomar un café

3. Leer correo electrónico

4. Solicitar cotización

....

Tipos de Cohesión

5. Cohesión Temporal

Un módulo con cohesión temporal es aquel cuyos elementos están envueltos en actividades que están relacionadas en función del

momento en que se realizan.

Ejemplo: Actividades al iniciar el día

1. Apagar despertador

2. Tomar una ducha

3. Vestirse

4. Hacer la cama

5. Tomar desayuno

....

Tipos de Cohesión6. Cohesión Lógica

Un módulo tiene cohesión lógica, cuando existe alguna relación entre los elementos del módulo, contribuyendo al desarrollo de actividades de una misma categoría general, donde la actividad o las actividades a ser ejecutadas se seleccionan desde fuera del módulo.

Ejemplo: Registrar Pago

1. Registrar pago con tarjeta de crédito

2. Registrar pago con cheque3. Registrar pago con efectivo....

Tipos de Cohesión

7. Cohesión Coincidental

Un módulo coincidentemente cohesionado es aquel cuyos elementos desarrollan actividades sin relación significativa entre sí.

Ejemplo:

1. Comprar un libro2. Comer un trozo de torta3. Ir al teatro4. Lavar la ropa5. Dormir....

Árbol de Cohesión

Consideraciones Importantes para un Diseño de Calidad

La factorización consiste en separar la funcionalidad de un módulo, en subfunciones claramente identificables, en términos tales que sea posible considerarla como constitutiva de un módulo independiente.

1. La necesidad de reducir el tamaño de un módulo.

2. Obtener las ventajas de la modularización mediante un diseño "top_down". => Sistema más comprensible el sistema y facilitamiento de cambios

3. Evitar que una misma función aparezca en diferentes partes del sistema, es decir, en más de un módulo.

4. Proveer módulos de uso general.

5. Simplificar la implementación.

•

Reducir el Tamaño de un Módulo

1. De Marco señala, un tamaño razonable para un módulo corresponde a un conjunto de líneas de código de alrededor de media página de listado (30 líneas más o menos),

2. Page‑Jones, señala que toda la codificación de un módulo debería, idealmente, ser visible en una página de listado (una exigencia que impone un límite no superior a 60 líneas)

3. Geral Weinberg (WEI‑72) muestran que la habilidad del hombre para entender un módulo y encontrar errores depende de la capacidad de aprehender el módulo como un todo de una sola vez.

Resultados del DiseñoEl proceso de diseño debe lograr la determinación de las directrizes en virtud de las cuales el producto de software ha de construirse, tomando como base la especificación de requerimientos generada en la fase de análisis. Así, entonces, el diseño, en cuanto proceso, debe dar como resultado:

• el Diseño de la Arquitectura del producto de software a construir.

• la Especificación de los Procedimientos del software a construir.

• el Diseño de los Datos involucrados

• el Diseño de la Interfaz de usuario

Diseño ArquitectónicoDiseño Arquitectónico

Diccionario de Datos

Clave_votante_válida: Flag que indica que la combinación ingresada por el cliente es válida, y puede llevar a emitir su voto.

Especificación de procesos

Interfaz

Nombre : REGISTRAR DATOS ACTUALIZACIÓN Entradas : Datos_actualización Salidas :Datos_actualización,

datos_actualización_registrados. Procedimiento: Recibir Datos_actualización. Abrir archivo INFORMACIÓN MUNICIPAL. Escribir en archivo los Datos_actualización. Cerrar archivo INFORMACIÓN MUNICIPAL. Mandar mensaje indicando Datos_actualización_registrados.

Pseudocódigo

Diseño de Datos

I d _ O r g a n

M u n ic ip a l i d a d

D i r e c c ió n

N o m _ O r g a n

F o n o

C o m u n a

Se r v ic io s

I d _ V o t o

V o t a n t e

R u t _ V o t

N o m _ C a n dN o m _ C a n dc la v e _ V o t

V o t oc a n d id a t o s

P a r t _ C a n d

c o n s u l t a

c o n t ie n e

a s ig n a

N o m _ V o t

N o m _ C a n d

I d _ P a r t id o

Diseño de Datos

VotanteClave_Vot A10Rut_Vot A10Nom_Vot A30

VotoId_Voto A10

CandidatoId_Partido A30Nom_Cand A30

ServicioCod_Serv N5Descrip_Serv A30

MunicipalidadId_Orga A10Nom_Orga A30Servcio A30Dirección A30Fono N10Comuna A20

Detalle_VotoId_Voto A10Id_Partido A30

Diseño de Interfaz

Elementos del Diagrama de Estructura

MóduloObtener Nombre

Video

Leer RegistroVideo

MóduloPredeterminado

MÓDULO JEFE(INVOCADOR)

MÓDULO SUBORDINADO(INVOCADO)

X

Y


Flujo de Control

Un almacén de datos corresponde a la instancia realen la cual van a estar los datos que precisa el sistema

Un dispositivo físico es cualquier dispositivomediante el cual se puede recibir o enviar datosnecesarios para el sistema

ObtenerDatos

Cliente

Leer Cliente

ClienteTipo_dato Flujo de Dato


Conectores


Secuencia

Iteración


Selección

Profundidad y Ancho de un Diagrama de Estructura

Profundidad y ancho proporcionan una idea del número de niveles de control y el ámbito global de control respectivamente.

El grado de salida es una medida del número de módulos que son controlados directamente por otro módulo.

El grado de entrada indica cuántos módulos controlan directamente un módulo dado.

Estrategia de Diseño para Construir Diagrama de Estructura

Diseño Centrado en Transformaciones

Diseño Centrado en Transacciones

DFD Diagrama de Estructura

DiseñoAnálisis

Estrategia de DiseñoDiseño Centrado en Transformaciones

• Los datos entran al sistema mediante caminos que se llaman flujos de entrada

• En el núcleo ocurre la transformación de los datos, que entraron anteriormente

•Finalmente los datos se mueven por caminos llamados flujos de salida

1.1

4.2

4.13

1.2

2.1 2.2

Flujo de Llegada

Centrode

Transformación

Flujo de Salida

Estrategia de DiseñoDiseño Centrado en Transacciones

• Se presenta un centro de transacción, como centro de flujo de información

• Desde el centro de flujo de Información, surgen muchos caminos de acción alternativos

•Los caminos de acción alternativos, son de forma excluyentes

2.1

1

2.2

3.1 3.2

Camino de Acción 1

4.1 4.2

Camino de Acción 2

Camino de Acción 3

CentrodeTransacción

Estrategia de Diseño: Transformación

1. Revisión del Modelo Fundamental del sistema

DFD, mínimo tres niveles

2. Determinar si el DFD tiene características de Transformación o Transacción

Analizar el centro de transformación propiamente tal

3. Aislar el centro de Transformación, especificando los límites del flujo de llegada y de salida

Delimitar el centro de transformación (depende del diseñador)

4. Realizar el primer corte del diagrama de estructura

Primer nivel de factorización, se incorporan módulos coordinadores

•Módulos a incorporar

• Módulo principal Cp, que controla el resto de los módulos

•Módulo coordinador de la Información de Entrada, Ce

•Módulo controlador del centro de transformación, que supervisa las operaciones de los datos, Ct

•Módulo controlador, del procesamiento de la información de salida, Cs

1.1

4.2

4.13

1.2

2.1 2.2

Flujo de Llegada

Centrode

Transformación Flujo de Salida

Cp

CsCtCe

Diagrama de Contexto

Nombres representativos



5. Ejecución del “segundo nivel de factorización”

1.1

4.2

4.13

1.2

2.1 2.2

Flujo de Llegada

Centrode

Transformación Flujo de Salida

Cp

CsCtCe

2.2

2.11.1

1.2

Leer a Leer b

a

b

4.1

4.2

3

Escribirz

z


6. Refinar la estructura obtenida, utilizando las guías, principios y conceptos, para un diseño de calidad

Aumentar o Disminuir el N° de módulos (ejemplo Ct)

Incorporar flujos de datos (DFD) y de control

7. Asegurarse del trabajo realizado, representado en el diseño construido

Verificar funcioanalidad, orden de módulos, etc.


Estrategia de Diseño: Transacción

1. Revisión del Modelo Fundamental del sistema

DFD, mínimo tres niveles

2. Determinar si el DFD tiene características de Transformación o Transacción

Analizar el centro de transacción propiamente tal

3. Aislar el centro de Transacción, especificando los límites del flujo de llegada y de salida

El centro de transacción se encuentra ligado al origen de varios caminos de información que fluyen radialmente de él

4. Realizar el primer corte del diagrama de estructura

Primer nivel de factorización, se incorporan módulos coordinadores

•Módulos a incorporar

• Módulo principal Cp, que controla el resto de los módulos

•Módulo coordinador de la Información de Entrada, Ce

•Módulo gestor del centro de transacción, D

•Módulo controlador, los distintos caminos que generan información de salida,

Ci i =1—n (n: n° caminos)

Cp

D

C1

Ce


C2 C3

R

A

Q

D

P

a

z

b



Cp

Ce

RP Q

Leer a

Leer b

a

Escribirz


R

A

Q

D

P

a

z

b

Camino 1

Camino 2

Camino 3

D

C1 C2 C3

6. Refinar la estructura obtenida, utilizando las guías, principios y conceptos, para un diseño de calidad

Aumentar o Disminuir el N° de módulos

Incorporar flujos de datos (DFD) y de control

7. Asegurarse del trabajo realizado, representado en el diseño construido

Verificar funcionalidad, orden de módulos, etc.


Diseño Procedimental (Diseño Diseño Procedimental (Diseño DetalladoDetallado

Especificación Interfaz-FunciónEspecificación Interfaz-FunciónEspecificación Mediante las Especificación Mediante las Miniespecificaciones del AnálisisMiniespecificaciones del AnálisisEspecificación por PseudocódigoEspecificación por Pseudocódigo

Diseño Detallado1. Especificación por interfaz-función

Permite definir un módulo sin entrar en excesivos detalles. La interfaz del

módulo contiene los parámetros de entrada y de salida, mientras la función

del módulo describe las tareas que este lleva a cabo. Se permite el uso de

tablas, fórmulas, lenguaje natural, etc. Permite variar el grado de

formalismo en la definición del módulo, generalmente, dando bastante

libertad a los programadores. Su inclusión como comentario en el código

final facilita el mantenimiento.

Ejemplo:

Módulo: SELECCIONAR ASIENTO DE PASAJERO

Entrada: PREFERENCIA_ASIENTO_PONDERADA

Salidas: ASIENTO_SELECCIONADO, PREFERENCIA_DISPONIBLE

Función: Seleccionar un asiento para un pasajero considerando que sus preferencias de ubicación sean lo más cercanas (ponderadamente) al asiento elegido.

Diseño Detallado2. Especificación Mediante las Miniespecificaciones del Análisis

Este método considera que las miniespecificaciones

generadas durante la fase de análisis sirven también

como especificación de módulos. Se considera, en

general, que la especificación de cada burbuja del

diagrama de flujo de datos es suficiente para

especificar lo que en la fase siguiente al diseño se

debe construir. La gran limitación de este método es

que no siempre existe una correspondencia uno a uno

entre las burbujas, explicitadas como necesarias de

automatizar en la fase de análisis, y los módulos del

diagrama de estructura.

Módulo: SELECCIONAR ASIENTO DE PASAJERO

Entrada: PREFERENCIA_ASIENTO_PONDERADA

Salidas: ASIENTO_SELECCIONADO, PREFERENCIA_DISPONIBLE

Función: Seleccionar un asiento para un pasajero considerando que sus preferencias deubicación sean lo más cercanas (ponderadamente) al asiento elegido.

Detalles de Funcionalidad

Buscar asiento disponible comenzando con la clase solicitada y continuando con clases inferiores.

Anotar para cada asiento la diferencia respecto a la preferencia del cliente.

Seleccionar el asiento con menor diferencia: este será el Asiento-Seleccionado.

(Diferencia=Dif-Fumador*PESO_FUMADOR+ ...)

Si el cliente necesita un asiento no fumador (y Peso-Fumador > 1) y ha sido

seleccionado un asiento fumador, intentar mover en una fila atrás la sección de no fumadores en la clase del cliente (si es posible).

Si la diferencia entre el asiento preferido y el asiento seleccionado es 0, realizar la asignación PREFERENCIA-DISPONIBLE=”Y”; de lo contrario asígnele “N”.

Diseño Detallado2. Especificación por pseudocódigo

Pseudocódigo es un lenguaje informal similar al lenguaje estructurado, el

cual es más preciso y detallado que la especificación por interfaz-función.

Tiene sintaxis fija para constructores, declaración de datos y módulos, y

sintaxis libre para describir características de procesamiento

Documents

Diagrama de Flujo de Datos