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E.T.S. INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓNUNIVERSIDAD DE MÁLAGAMÁLAGA

INGENIERÍA DE DESARROLLODE SISTEMAS DE

TELECOMUNICACIÓN

5º CURSO

INGENIERÍA DE DESARROLLO DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN PÁGINA 2

TEMARIO

TEMA 1: INTRODUCCIÓN.

TEMA 2: SISTEMAS COMPLEJOS Y SU REPRESENTACIÓN.

- Sistemas.- Estructuras.- Interfaces.

TEMA 3: CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS.

- Procesos de Explotación.- Características generales.- Características especiales.- Fiabilidad.- Mantenibilidad.

TEMA 4: METODOLOGÍA DEL PROCESO DE DESARROLLO.

- Definición.- Análisis.- Diseño.- Verificación.- Control del Diseño.- Gestión de Configuración.

TEMA 5: SISTEMAS DE CALIDAD.

- Normalización de la Calidad.- Modelos concurrentes.- Modelos de madurez.


Tema 1: Introducción

- Concepto de Sistema.- Concepto de ingeniería de Sistemas.- El proceso de desarrollo.- El ciclo de vida.

Concepto de Sistema.

Un Sistema es un conjunto de cosas que, ordenadamente relacionadas entre sí,contribuye a determinados objetivos.

Un Sistema es algo compuesto por elementos. Los elementos son partes quecomponen el Sistema. Un elemento vendrá definido por su función, lo que el elementoes capaz de hacer. Los elementos relacionados y el Sistema tienen una función global oun comportamiento externo:

Por ejemplo, un filtro tiene como función filtrar y está compuesto porresistencias, capacidades, ... Podemos decir su función sin decir de lo que está hecho.

Un Sistema nos servirá para abordar la complejidad, es decir, describe orepresenta algo complejo. Habrá que ver esa complejidad y decidir qué partescomponen el Sistema: división. Nos servirá el concepto de Sistema para describir algoque ya existe: análisis y síntesis. El análisis describe la realidad compleja de arribaabajo; mientras que la síntesis crea algo que no existe, para que cumpla un objetivo.

Tenemos que hacer el proceso de división en los dos casos:


Hay divisiones más útiles que otras. Por ejemplo, las que hacen que el númerode elementos sean pequeños, sus interacciones débiles. Así que, el concepto de Sistemanos ayuda a manejar la complejidad y a volver a dividir los elementos.

Concepto de ingeniería de Sistemas.

También lo llaman: ingeniería, ingeniería de Sistemas complejos, ingeniería dedesarrollo de Sistemas o arquitectura de Sistemas o diseño de Sistemas.

La ingeniería es el arte de diseñar y optimizar Sistemas partiendo de unanecesidad y terminando con una especificación de cada uno de sus elementos (lo quetiene que hacer cada elemento).

Las características de esta disciplina:

- es una disciplina técnica.- interdisciplinaria� común a muchas ingenierías.- generalmente, se emplean para problemas de gran escala.- uso de la abstracción� puede ser una dificultad.- conjunto de métodos y reglas� normalmente, basado en la experiencia.

El proceso de desarrollo.

El desarrollo será ese conjunto de actividades que permite pasar de unanecesidad a un Sistema:

El proyecto es una particularización de esa actividad de desarrollo, es un casoparticular.

El proceso de desarrollo es algo complejo, por lo que se le aplica el concepto deSistema: se dividirá ese proyecto (con una función global), ese Sistema. Esta división sepuede hacer de muchas formas, veremos la más sencilla, pero con muchosinconvenientes.


El modelo será secuencial:

Cada proceso utiliza como entrada la salida del anterior e independizamos cadatrozo. Para que sea fácil, se pone pocos trozos pero bien definidos y relacionados con elde arriba y el de abajo. Los problemas se solucionarán con la interactividad.

Se suele usar cuatro o cinco fases:

Las funciones de cada uno de estos elementos:

- definición� define los objetivos del proyecto. Se habla de pasar de la necesidad alos requisitos.

- análisis� identificar un Sistema que cumple con esos requisitos. Pasamos de losrequisitos a las especificaciones del Sistema (suelen ser de alto nivel).

- diseño� divisiones sucesivas de elementos hasta elementos “manejables”. Pasamosde las especificaciones del Sistema a especificaciones de elementos.

- construcción� construye el sistema a partir de documentos. Construir es obteneruna o varias realizaciones. Pasamos de las especificaciones al sistema real.

- verificación� comprobar que el sistema cumple las especificaciones. Casi nunca esposible una verificación completa.

Los problemas de este proceso es la propagación de errores.

DEFINICIÓN.

La definición la hace el ingeniero (responsable), pero está el “cliente”. El clientees quien conoce, concreta y define la necesidad (empresa, ...); el que tiene lainformación.

Sus características son:


- se define el servicio a ofrecer, pero no el Sistema (vendrá después).- habrá restricciones (dadas o las hacemos).- no es ambigua. La ambigüedad estará al principio y la debemos eliminar aquí.- debe tener solución.- debe ser posible verificar los requisitos.

Hay que ser pesimista: lo que no se pida, no se hace para optimizar. Si hay algoambiguo, se supondrá que se entenderá al revés. Dejar claro las cosas, vamos por fases.

ANÁLISIS.

Los requisitos son las especificaciones de los Sistemas. Los procesos queharemos son:

- identificar las alternativas de tecnología, división y asignación de requisitos�elementos.

- decidir tecnología� optimizar. A veces, el criterio de optimización vendrá dado.- especificar: (es como optimizaremos)

� Sistema� conjunto de elementos y conjunto de especificaciones. Unnivel o varios.

� cómo desarrollar� plan de desarrollo.� cómo probar� plan de pruebas. Es esta fase donde se decide qué

verificaciones hay que hacer.� cómo hacer la explotación� es el uso de realizaciones del Sistema:

- cómo usar.- cómo mantener� los sistemas se irán degradando.

DISEÑO.

Iremos partiendo en elementos más pequeños (hasta que lo pueda hacer unapersona) y sus especificaciones. Al final, tenemos un conjunto de especificaciones deelementos: cómo realizar un elemento que haga algo. También, se suele hacer ladocumentación adicional para cada elemento que se diseñe:

- planes de pruebas� probar.- manuales de uso� usar.- mantenimiento� mantener.

La información que sale debe ser capaz de resolver cualquier duda ajena alproceso.

CONSTRUCCIÓN.

Las actividades que se realizarán son :

- diseño (no complejo).- compras.- fabricar.- pruebas� cada elemento por separado.


- integración� los elementos fabricados y comprobados; se juntan y prueban loselementos de mayor nivel hasta el sistema, que no se prueba.

Se dice que estas actividades no son de ingeniería de sistemas. Hay pocaactividad de diseño, de toma de decisión. Son actividades con poca incertidumbre,fácilmente planificable.

VERIFICACIÓN.

Se suele decir que cumpla los requisitos, normalmente. La verificación requierede herramientas de prueba (otros sistemas que se enfrentan al sistema a verificar). Lossistemas complejos tendrá verificaciones complejas e incompletas. A veces hay quediseñar esas herramientas de prueba; hay que preverlo en la fase de análisis.

El ciclo de vida del proyecto.

Son todos los procesos ordenados secuencialmente. Después de esto está laexplotación.

Explotación del Sistema.

Las actividades que se hacen son:

- fabricación� hace realizaciones (sistemas).- instalación� actividad que hay que hacer con un sistema fabricado

(particularización).

------- a partir de aquí, actividades que se hacen a lo largo de la vida del sistema --------

- operación� control humano necesario para que un sistema artificial ofrezca elservicio.

- mantenimiento� es la función que permite mantener el ofrecimiento del servicio.Hace falta, ya que los sistemas con el tiempo se degradan. Hay un mantenimientoasociado al sistema (conocido) y otro al Sistema. Este último es quizás másimportante, ya que mantiene el Sistema “al día”.

- soporte� es lo demás que hace falta: entradas, llevarle combustible, ...


Se suele llamar ciclo de vida del Sistema al tiempo que va desde la necesidadhasta que se desecha (fin de la explotación):

Hay dos desechos: del Sistema y de los sistemas (realizaciones). Los ciclos devida del Sistema pueden variar mucho: largo ciclo de vida del proyecto y corto deexplotación o, como es general, el ciclo de vida del proyecto más corto que laexplotación (infraestructura civil).

Clasificación de proyectos.

Lo podemos clasificar según el tipo de usuario; el usuario es el beneficiario delservicio. Habrá dos tipos de proyectos:

- a medida (llave en mano)� el usuario es alguien conocido y es quien promueve elproyecto.

- fabricación masiva� se hacen muchas realizaciones. Los usuarios son desconocidosy eso puede ser un problema; por eso es importante que el Cliente sea capaz de definirla necesidad, por eso será el marketing quien defina la necesidad y haga de promotor.

a medida fabricación masivausuario conocido desconocidos

promotor usuario Marketingnúmero de realizaciones pocas(*) (una) muchas

Cliente usuario Marketing

(*)� en general, a veces una (carretera) o muchas (sucursal bancaria).


Tema 2: Sistemas complejos y su realización.

- Sistema.- Estructura.- Interfaces.

Sistema.

Es un concepto mediante el cuál describimos un artefacto compuesto por cosasmás pequeñas que, relacionadas entre sí, cooperan y satisfacen una necesidad. La ideaes: divide y vencerás. Habrá que hacer dos procesos mentales para usar el concepto deSistema para problemas complejos:

- división (en partes).- abstracción.

Lo veremos con ejemplos.

DIVISIÓN (EN PARTES).

Proceso por el cual pasamos de una realidad compleja (comportamiento externo)a un conjunto de elementos e interacciones (Sistema). Veamos un ejemplo:

fotocopia 33.1 arriba

Cada elemento tiene una función representada por un símbolo. Paradescribirlo usaremos menos elementos. Decimos su función con una palabra (sies posible): medida de tensión alterna. Detallando más, se puede decir que mideel valor eficaz de una tensión alterna y lo presenta visualmente. Si se sale de loslímites, nos avisa una alarma. Este es su comportamiento exterior.

Para concretar más, divido en partes funcionales, las mínimas necesarias.Agruparemos elementos que cooperen en una determinada función.

fotocopia 33.1 abajo

Vemos que lo dividimos en cuatro elementos, con interacción entre ellos,sencillos. Se describe la función de cada elemento fácilmente, sin términostecnológicos sino funcionales. Las interacciones son sencillas: representacionesdel interfaz a medir.


Se pueden hacer otras descripciones de las interacciones, viendo lasinteracciones externas que hay (aparte de las de entrada y salida) y de lasinternas. Aún así, falta los interfaces para el suministro de la energía eléctrica.Debe describirse con pocas palabras las funciones y las interacciones,procurando que sea mínimo el número de interacciones y de elementos.


La división no es única, por lo que hay que buscar la más adecuada. Lo generales usar niveles jerárquicos de descripción y usar la abstracción.

El objetivo es describir algo complejo. Según esto, nos interesa una división uotra, según para qué. No debemos explicar más cosas de las necesarias ya queconfunden.


En general, vamos a tener que usar niveles de complejidad. Puede ser unelemento de un Sistema superior. Es el concepto de Sistema a muchos niveles.

fotocopia 33.1 vuelta

A cada elemento del nivel jerárquico se le suele dar un nombre. Para nosotros,un Sistema es un conjunto de elementos. Si entramos en un elemento, ahora es él elSistema. Si usamos muchos niveles jerárquicos, al bajar los elementos serán mássencillos. La gracia será que aunque estemos en alto nivel, aunque sea complejo, nodebe ser compleja su descripción. Esto es, no por subir de nivel, la descripción de lafunción ha de ser más complicada.

El uso de la abstracción es fundamental para hacer todo esto. La abstracción esun proceso mental por el cuál filtramos los detalles y nos quedamos con la parte de ladescripción que nos interesa (elegimos las palabras representativas de la función).

Además, la abstracción permite representar Sistemas distintos pero quecomparten propiedades. La propiedad que en esta asignatura abstraeremos es la función(lo que hace), evitando decir lo que es o de qué se compone. A cambio, dejaremos verotras cosas para entender el Sistema a ese nivel.

Veamos algunos ejemplos de Sistemas. Primero haremos una descripción noabstracta y luego abstracta. Con el segundo ejemplo haremos justo al revés.

EJEMPLO DE ABSTRACCIÓN 1: SISTEMA DE SUMINISTRO DE AGUA.

Satisface la necesidad de agua teniendo un depósito. Usaremos una bomba quedé agua a la casa.

Vamos a intentar mejorar el Sistema. Los problemas que tiene es que sedesperdicia, a veces, agua y se corre riesgo de no tener agua cuando queramos. Así quecompletamos el Sistema con un aljibe, como vemos en la figura (inicialmente no


estaba). Mejoramos la función del Sistema, ya que somos capaces de dar más agua queel caudal de la bomba y no desperdiciamos agua. También subsanamos el fallo desuministro de agua.

Una descripción más abstracta del ejemplo sería: el Sistema es un Sistema desuministro (es la función) con dos interfaces externos: demanda y suministro.

Tiene el mismo problema: alto riesgo de fallo y desperdicio de agua. Añadimosal Sistema la función de almacenamiento que es:

El almacén, cuando se le pide, entrega para aumentar el contenido. Cuando elcontenido llega a la máxima capacidad, se corta el suministro (flotador del aljibe). Pidesi no está lleno. El sistema global sería:

Sería un Sistema de suministro con almacenamiento; hemos mejorado el servicioal desacoplar la demanda del suministro.

La ventaja que la abstracción tiene es que puedo emplear esta descripción para elsuministro de agua o para lo que sea: flujo de caja, sistema de alimentaciónininterrumpida, desacoplo de circuitos integrados, ajuste de velocidad en un sistema detransmisión digital,...

sistema elemento real elemento funcionalsuministro de agua aljibe almacenamiento

alimentación ininterrumpida batería almacenamientoflujo de caja cuenta bancaria almacenamiento

desacoplo de C.I.’s condensador almacenamientoajuste de velocidad (Tx) buffer de memoria almacenamiento


El elemento funcional permite hablar en un lenguaje único (abstracto), aunquesea más difícil.

EJEMPLO DE ABSTRACCIÓN 2: RED TRONCAL.

Ahora presentamos un modelo abstracto y luego particularizaremos para varioscasos.

La función que hace este Sistema es el transporte. El Sistema consiste en:

Los accesos estarán enlazados con terminales. En la descripción interesará dar lafunción de los elementos. El terminal genera y consume los objetos que se transportan.El enlace transporta un objeto de un sitio a otro fijo. El tronco es una agregación deenlaces capaz de transportar varios objetos simultáneamente; el tronco hace la funciónde multiplexación. Los nodos hacen la función de conmutación, esto es, intercambianobjetos de un enlace a otro.

Podemos hablar de funciones del Sistema. Por ejemplo, el encaminamientoconsiste en elegir un camino de un terminal a otro a través de la red troncal; habrá quedecidir qué troncos se utilizan y cómo hacer la conmutación a los nodos.

Concretando, puede servir para: sistema de telefonía de área extensa, transportede agua, electricidad, gas, ferrocarril, ... Cualquier Sistema de transporte de áreaextensa.

En telecomunicación, los nombres de los elementos se mantienen; en transportede energía eléctrico, a los nodos se les llama contadores, ...

Volviendo a la abstracción, hay propiedades del Sistema como la capacidad, queestá asociada a las prestaciones del servicio que ofrece. También se habla de lacapacidad de acceso al nodo, no sólo a los elementos por segundo.

Vemos tres ejemplo de Sistemas conocidos:

- la calculadora de programa almacenado (John von Neumann, 1.945)� la primeradescripción que hago es la de usuario. Su función :

• es ejecutar automáticamente algoritmos.• poder cambiar fácilmente el algoritmo.


De momento sólo nos interesa lo que hace; al usuario hay que decirle cómofunciona los interfaces, sin necesidad de que sepa lo que hay dentro:

• algoritmo� se le muestra como una secuencia de instrucción (es unaoperación elemental). Necesitan un código (representación deoperaciones elementales).

Esto es una representación para el usuario. Ahora bajamos un poco más. Lasolución en cuanto división en parte es:

Cada nombre nos dice lo que hace. Los elementos están relacionados con lasinteracciones que vemos. La idea original se sigue usando, aunque conmodificaciones. El gran invento es que en la memoria se almacenan los datos deentrada y salida, variables temporales y el algoritmo.

- el Sistema de telefonía� es el Sistema mundial. Tiene cuatro grandes funciones:transmisión, conmutación, señalización y gestión. Primero hacemos la descripción dela función con un nombre y luego con unas cuantas líneas. Es importante el manejode lenguaje abstracto, en función de hacia quien vaya dirigido. Este ejemplo es muycomplejo, por eso es tan abstracto.fotocopia 33.2 vuelta abajo

- la interconexión de sistemas abiertos (1.977)� La estructura es sencilla.fotocopia 33.2 vuelta arriba

Estructura.

- concepto, representación.- estructuras parciales.- vistas- estructuras modulares configurables.


Concepto de estructura.

La estructura es la distribución y orden de las partes de un todo. Para nuestrolenguaje, al ‘todo’ le llamaremos ‘Sistema’ y a las ‘partes’, ‘elementos’.

La estructura también nos dice con quién se relacionan los elementos. Endefinitiva: el orden. Además, hacen falta las funciones de los elementos. Peroestrictamente, la estructura equivale al orden (sin funciones ni interacciones).

Para representarla, se puede usar matrices de adyacencia, o definirlo como unconjunto de elementos (A = {a i}). La forma más habitual de representar la estructura esmediante grafos (orientados).

El orden (estructura) determina la función global del Sistema.

Algunos ejemplos son:

- isómeros de química inorgánica� mismos elementos pero cambiando el orden enque se relacionan.

- lenguaje� una frase cambia de significado según el orden de las palabras.- plan de estudios� hay un orden de asignaturas, pero se puede cambiar.- el orden no se aplica sólo a cosas, sino también a personas� un grupo de personas

que realicen cierta tarea, dentro de una empresa.

Estructuras parciales.

Si el Sistema es muy complejo y queremos representar la estructura, podemoshacer estructuras parciales o vistas, que son más sencillas.

A veces, es mejor no considerar todas las interacciones entre los elementos. Así,sólo cogemos una clase de interacciones.


Vemos que podemos considerar distintas estructuras, según la interacciónen la que nos fijemos:

- arriba� representación de señales.- abajo� alimentación.

Hay muchas más interacciones que podemos considerar: transferencia de calor,fiabilidad, conexionado, física, ... Pero no tiene sentido representar todas las clases deinteracciones a la vez.

Hemos hablado antes de fiabilidad: un elemento falla cuando no cumple sufunción. Todos los elementos llegan a fallar en algún momento, debido a ladegradación. En este estado de fallo de un elemento, no tiene porqué fallar todo elSistema.



Vemos el diagrama lógico de fallos.

El estado de fallo se representa por un interruptor. Si un elemento falla, en esteejemplo, no se cumple la función global. Por tanto, los fallos también hay queconsiderarlos en las estructuras.

Vistas.

Son representaciones parciales del Sistema. Recordemos que cadarepresentación tenía los mismos elementos en distintos grupos. Las vistas tienendistintos elementos, que dan lugar a distintas estructuras, según el objetivo.

Habitualmente, el diseñador no verifica.

Cada persona o grupo quiere una representación (vista) distinta del Sistema.Veamos para que sirven unas vistas u otras:

- vista de usuario.- vista funcional.- vista real.- vista producto.

Cada trabajador usa las vistas (una o todas) que le interesa:

a) vista de usuario� se considera el comportamiento exterior, define la interacción delSistema con el usuario. Sirve para:

- diseñar el Sistema� es casi la especificación.- definir.- verificar.

b) vista funcional� se ve el Sistema como elemento que interacciona. Se utiliza unadivisión en partes exclusivamente funcional. Los elementos hacen funcionesdistintas� no hay funciones repetidas.

No se hace cuantificación ni prestaciones (capacidad, velocidad, consumo, ...).Hay varios niveles de descripción funcional, cada uno de ellos es un Sistema con susfunciones y sus relaciones. Esto sirve para:

- organización eficiente del trabajo.- asegurar el cumplimiento de la funcionalidad.- facilitar el mantenimiento del Sistema.


c) vista real� no es del Sistema global, sino de elementos relacionados. No es del todofuncional� puede haber repetición de funciones y agregación.

La agregación se refiere a que en la vista funcional se separaban en las partesque tuvieran, poco que ver. Pero ahora se puede separar donde sea.

- no del todo funcional.- puede hablar:

• agregación funciones� compartir recursos.• repetición.

La repetición se hace por varias razones:- distribución geográfica.- prestaciones por acumulación. A veces, la tecnología actual no es capaz

de ofrecer las prestaciones que nos piden, así que repetimos funcionesiguales para alcanzar más prestaciones.

- escalabilidad� poder tener Sistemas con distintas prestaciones ydistintos precios.

- tolerancia a fallos� si uno falla, otro elemento asume su función.

La vista real sirve para ver si se cumple el conjunto de prestaciones, unofrecimiento de objetivos pero cuantificado, por objetivo de fiabilidad, económico.

d) vista de producto� el Sistema es considerado como un conjunto de elementos“físicos” a ensamblar; el objetivo es la construcción. La funcionalidad no importademasiado, sino la combinación de elementos: cuáles son, costes, ... Lo importante es,en esta vista:

- componentes.- posibles configuraciones� distintas combinaciones de los elementos.

La vista de producto está relacionado con la explotación: fabricación,mantenimiento, ... Generalmente usaremos la palabra configuración para otra cosa

Veamos algunos ejemplos:

EJEMPLO 1: RED DE TELECOMUNICACIÓN.

Está formado por nodos, troncos y enlaces. Para cumplir con los objetivos hayotras posibilidades.

fotocopia 33.3 vuelta abajo.

No es una vista funcional, es la vista real. Hay propiedades del Sistemaque dependen de esta vista: la capacidad, la conectividad y la tolerancia a fallos.

Un fabricante que construye conmutadores (C) y troncos de transmisión(T), no le importa esta vista. Esta vista le interesa al proveedor. Al fabricante leinteresa la vista funcional (esta vista la vemos abajo).

La vista funcional servirá en el diseño: función del conmutador (C) yfunción de multiplexación (T). Hay funciones comunes, como la alimentación.


El diseñador podrá hacer su trabajo. Lo importante es no tener en cuenta todaslas vistas a la vez.

Estructura modulares configurables.

MÓDULO� pieza o conjunto de piezas que se repite en una construcción para hacerlamás fácil, regular o económica.

SISTEMA MODULAR� el que usa módulos. Consigue funciones o prestaciones porrepetición de elementos iguales. Por ejemplo: ladrillos, construcción que es distintode ensamblaje.

SISTEMA CONFIGURABLE� el que admite distintas estructuras con los mismos elementospermitiendo obtener distintas funcionalidades (estructura� Función).

La configurabilidad puede tener:

- estructura fija� Sistema que al cambiar la estructura no cumple la función(televisión).

- configurables� Sistema donde los elementos pueden tener distintasconfiguraciones; los elementos pueden estar o no estar.

- re – configurables� Sistema que admite diferentes estructuras (diferentesfunciones), que puede cambiar de una a otra sin dejar de prestar servicios. Se dice queel Sistema puede estar en distintos estados. Por cambiar de estructura, no tiene porquécambiar de servicio. Ese cambio de estado se puede hacer por órdenes o por re -configuración autónoma.

Los objetivos son:

- facilidad y economía de fabricación.- flexibilidad de la funcionalidad.- escalabilidad de las prestaciones. Se consigue con repetición.- tolerancia a fallos.

EJEMPLO: MUEBLES DE CASA.

Se separa la fabricación de módulos de la instalación. Se consigue que sea baratoy fácil, siendo un sistema a medida.

fotocopia 33.3 vuelta arriba.


La particularización diseña la vista real adaptada a una necesidad concreta. Laparticularización necesita de la vista de producto, es decir, las posibles configuraciones(vista reales que podemos tener).

EJEMPLO: BUCLE DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA.

Es una estructura reconfigurable.

Así es como se conectan los usuarios para la toma de energía.

¿?� Si se rompe aquí, ¿qué pasa? Vemos como cambian los sentidos de transferenciade la energía:

Vemos que cambian automáticamente el sentido de distribución de la energía�el sistema es reconfigurable� cambia su estructura de transferencia de energía.


Interfaces.

Concepto de interfaces.

Es una representación de la interacción entre dos elementos, que normalmenteconsiste en el intercambio de algo material.

EXTREMO DEL INTERFAZ� elementos que interaccionan. Si tienen la mismafuncionalidad� interfaz simétrico.

Al hacer la división en partes de un proyecto, hay que hacer:

- asignar funciones� elementos- definir los interfaces- diseñar los elementos

Los ingenieros de Sistemas se encargan de asignar funciones y definir losinterfaces, mientras que los diseñadores se encargan de los elementos.

Es más importante definir los interfaces detalladamente que asignar funcionespara crear elementos. ¡¡Es muy importante diseñar los interfaces con mucho nivel dedetalle!! Posteriormente, los interfaces no se podrán cambiar, o será muy difícil hacerlo.

El interfaz vía de transferencia selectiva.

En el interfaz se intercambia:

- señal / información.- materiales físicos (aire, agua, ...).- energía eléctrica.- calor.- fuerza / movimiento.

fotocopia 33.4

Nos fijamos en el interfaz externo:

- conectores BNC para señales información.- interacción usuario – máquina� pantalla, botones.


- transferencia energía eléctrica a través de la toma de corriente.- transferencia de calor� ventilador trasero.

ACOPLOS� interacciones no deseadas. Hasta ahora hemos hablado de interaccionesdeseadas. Una interacción no deseada es, por ejemplo, la diafonía en los sistemas detelefonía.

El interfaz es un filtro selectivo. Transfiere lo que queramos y no deja pasar loque no queramos. En realidad, lo que hace es atenuar las interacciones no deseadas, nolas puede eliminar completamente. Hay que evitar la transferencia de fallos, noatenuarlas.

La capacidad de diseño de un interfaz.

El interfaz puede ser:

- entre dos elementos fijos� es el caso más sencillo. Si nos equivocamos no esdemasiado grave� el Sistema puede aún funcionar. Además, es fácil volver atrás.

- entre dos elementos intercambiables� tenemos elementos distintos que se quierecomunicar. Un ejemplo es el interfaz RS-232 (cable de impresora). Es un interfaz máscomplejo:

• interacciones más variadas.• difícil volver atrás si nos equivocamos, porque no podemos cambiar los

elementos. De hecho, no los conocemos.- entre varios elementos intercambiables� es muy complicado. Siempre tratamos de

evitarlos, cuando sea posible. Algunos ejemplos: autobús, interfaz aire decomunicaciones móviles.

EJEMPLO: RS-232.

Su origen era para la comunicación de ordenadores a través de la red telefónicapública.

El interfaz RS-232 tiene las siguientes partes:


funcionaleléctrica dinámicaeléctrica estáticamecánica física

fotocopia 33.5

Características de los interfaces (propiedades).

Veamos cada una:

- funcionalidad� hay que definir lo que hará el interfaz en caso de producirse unasituación anómala. Esto, también, forma parte de la funcionalidad.

- prestaciones� mide la efectividad del interfaz en la transferencia.- tolerancia de parámetros� en un Sistema continuo no existe la precisión absoluta

(ejemplo: valores de tensiones en línea eléctrica)� hay que dar tolerancias altransmisor y al receptor. Cuanto más pequeñas sean las tolerancias, más difícil esdiseñar los extremos.

El interfaz RS-232 es muy tolerante. Un problema de tener tolerancia grandees la verificación� hay más combinaciones posibles. Además, en general, un interfazmás tolerante es menos eficiente.REGLA� no seas intolerante si no es necesario.

- filtrado / aislamiento� un interfaz deja pasar las transferencias deseadas, secomporta como un filtro: atenuar o aislar las transferencias no deseadas. Se consiguea costa de reducir mucho las prestaciones. Por ejemplo, RS-232� hilos paralelos�diafonías. ¿Cómo se evita? Disminuyendo la velocidad del terminal. Habrá uncompromiso entre atenuación – prestaciones.

- protección� la interacción indeseada puede producir daños en el otro extremo, esparecido a lo anterior. Se busca que el interfaz produzca una aislamiento que, aunquefuncione mal, no dañe la transferencia deseada. Por ejemplo, interfaces hombre –máquina, destruye máquina por interacción indeseada.

Dos casos especialmente importante:• interfaces externos� casi siempre hay que preverlo, pues no lo

controlamos (el otro extremo).• interfaces interiores� en principio no haría falta, pero hay un caso:

usando datos redundantes� si falla un elemento, que funcione el otro perosin que le afecte el fallo (los elementos redundantes suelen estar unidos).

- extensibilidad� un interfaz es extensible si permite aumentar su funcionalidad oprestaciones (capacidad de transmisión) más allá de lo inicialmente permitido. Conun coste muy pequeño. El interfaz es capaz de tener mayor prestaciones yfuncionabilidad. Por ejemplo, direccionamiento (mala extensibilidad si es cara).

Veamos el ejemplo; problemas de direccionamiento: 24 procesadores, bus de 5hilos (extensible a 32 procesadores). Con el coste mínimo de poner un hilo más,podríamos ampliar hasta 64 con coste muy pequeño, a lo mejor no hace falta pero alser el coste tan pequeño. Los interfaces se diseñan al principio y son difícilescambiarlos después, en telecomunicación. Tampoco es fácil preverlo, debido a que latecnología crece exponencialmente (ejemplo, PC).


Tema 3: Características de los Sistemas.

- Proceso de explotación.- Características generales.- Características especiales. (relacionados con “cosas” paralelas al servicio)

• fiabilidad.• mantenibilidad.

- Fiabilidad.- Mantenibilidad.

Procesos de explotación.

Durante la fase de explotación se hace:

- fabricación� construcción de múltiples realizaciones del Sistema.- instalación� particularización de una realización a las necesidades concretas de un

usuario. A partir de aquí (no inclusive) empieza el servicio.- operación� el Sistema necesitará órdenes concretas por parte del hombre.- mantenimiento� los sistemas físicos se degradan; intentamos mantener el servicio

como al principio.- soporte� una actividad que destaca es la distribución. El soporte da servicio a la

operación y mantenimiento.

Vemos qué pasa cuando el Sistema está en explotación (vista funcional):

El subsistema funcional es una realización del Sistema. Veamos cómo secomunican las distintas funciones que se realizan durante la explotación:

(1).- Acción, mantenimiento, instalación. Prevé los fallos. Es una función correctiva(responde a información de fallos) o preventiva. También hace actualizaciones paraampliación de servicios o errores del sistema detectados durante el ciclo de vida.

(2).- Información de fallos.


(3).- Información de operación: estado, alarmas.(4).- Orden de operación.(5).- Información de problemas de mantenimiento.(6).- Equipos, repuestos, transporte. Talleres.(7).- Documentación, formación y gestión.(8).- Documentación, formación y gestión.(9).- Información de problemas de operación.(10).- Equipos, repuestos y reparaciones.(11).- Actualización de configuración� si hay que cambiar los sistemas instalados.(12).- Información de problemas (petición de cambio).(13).- Actualización de configuración.(14).- Información de problemas (petición de cambio) de fabricación.

La ingeniería de Sistemas rediseña el Sistema a partir de nuevas necesidades delcliente. Esta función gestiona, configura y hace el mantenimiento del Sistema.

fallo� estado de un sistema cuando no es capaz de ofrecer totalmente el servicio.

La función de soporte controla (gestiona) todo. Hace la función de distribución(logística), distribuyendo: las entradas, los equipos, las respuestas y la documentación.También canaliza los informes de los problemas (que al mantenimiento y a la operaciónno les parece normales) como peticiones de cambio. Vemos un resumen de esto en lafotocopia 52.11.

La configuración es el conjunto de documentos del Sistema.

Un problema típico de telecomunicación es que estas funciones tienecaracterísticas de área extensa; es decir, todas esas funciones están distribuidas en áreasmuy extensas y se complica el problema. Por ejemplo, la red de telefonía. Es la red deacceso de telefonía móvil (mantenimiento, operación y soporte), cajeros de banca, redde telecontrol. Se suelen montar con redes jerárquicas, así algunas funciones se hacen adistancia (las más complejas) y las más sencillas cerca (sustitución de un elemento).

Características generales.

Nos dicen lo bueno que es el servicio. Son las que vienen en las hojas decaracterísticas:

- funcionalidad� descripción detallada del servicio que ofrece el Sistema, sincuantificarla.

- prestaciones� cuantifica el servicio (pueden estar relacionadas con variosinterfaces).

- interfaces exteriores� interacciones del Sistema con sistemas exteriores.

En el diseño hay que plantearse la funcionalidad y las prestaciones encondiciones normales (nominales). Se considera tres posibles estados de lascondiciones:

1 M.Op.� Manuales de Operación.


- condiciones normales� habitualmente soportará el sistema (lo típico).- condiciones anormales permitidas� pequeña probabilidad de que el sistema se

encuentre aquí. Puede ser:• funcionamiento anómalo de sistema exterior.• valores de parámetros fuera de los nominales (debido a condiciones

exteriores)• solicitud de prestaciones fuera de lo nominal.

Estas dos últimas se deben a la sobrecarga.- condiciones no permitidas.

Un sistema está sobrecargado cuando está fuera de las condiciones normales,pero dentro de las tolerancias. A la sobrecarga también se le llama esfuerzo.

¿Qué hace el Sistema en condiciones anormales?

- debe permitir, tolerar esos comportamientos exteriores anómalos sin que influyanegativamente al funcionamiento del sistema.

- debe incluir protección; a veces, incluye la interrupción del servicio.- incluye funciones de control de sobrecarga, evitando llegar a la sobrecarga máxima

para que degradando el servicio de manera razonable y no llegar a interrumpirlo.

Para el diseño hay que tener en cuenta todo esto, para las hojas de lascaracterísticas sólo hay que tener en cuenta lo nominal.

Respecto al interfaz externo, un sistema es conforme a tal interfaz. Laconformidad quiere decir que el sistema cumple las especificaciones de ese interfaz. Lainteroperatividad es algo más general; no se refiere a un interfaz, se refiere al sistema: elsistema interopera con tal otro sistema.

(estas cosas aparecen en hoja de especificaciones de requisitos).

Características especiales.

- usabilidad.- configurabilidad.- escalabilidad.- fabricabilidad.- evolucionabilidad.- fiabilidad- mantenibilidad.- disponibilidad.

- usabilidad� característica relacionada con el interfaz del operador del sistema,interacción del sistema y los humanos. Los interfaces de operación se basan en lossentidos humanos, tanto en entrada como en salida. Buscamos:

• facilidad y eficacia con la Operación• facilidad y eficacia con el aprendizaje� a veces, el aprendizaje está

restringido por lo que ya se sabe hacer. Ejemplo: QWERTY.


Esta facilidad y eficacia de Operación y de aprendizaje dependen decómo sea el interfaz de Operación y de la documentación.• ergonomía� estudio de aspectos biológicos y tecnológicos de la adaptación

mutua entre personas y máquinas. Depende del diseño del interfaz deoperación.

Algunos interfaces de operación:• automóvil� difícil cambiar el interfaz.• teléfono� muchos años igual, hasta la llegada del móvil.• ordenador personal� mayor usabilidad gracias al interfaz gráfico.• grabador programable de video� difícil interfaz de operación.

- configurabilidad y escalabilidad� es la posibilidad de que el Sistema seaconfigurable y escalable, es decir, construir distintas realizaciones del Sistema quetengan, o bien, un subconjunto de la funcionalidad completa o bien prestacionesreducidas; a cambio de un coste (de la realización y de la explotación), tamaño.

La escalabilidad se refiere a las prestaciones. Las estructuras modulares tienenuna buena escalabilidad y configurabilidad.

- fabricabilidad� es la facilidad de fabricación. La fabricación es la construcción demúltiples realizaciones del Sistema. Las estructuras modulares ayudan en lafabricabilidad. Veamos el proceso de fabricación cuando usamos una estructuramodular:

Las pruebas suelen ser más o menos restrictivas, se suelen intercalar pruebaspara evitar la propagación de errores: difícil determinar y / o sustituir. A veces estostambién están separados físicamente.

Los módulos suelen tener funcionalidades concretas. Las entradas a esteproceso son:

� documentos:• pedidos� número de unidades y configuración de cada una.• especificación de partes� qué es lo que tiene que hacer cada una

de las partes que se ensamblarán.• estructura del producto (o vista del producto)� Sistema descrito

donde lo importante es de qué módulos se componen, sus partes yposibles combinaciones de configuración de equipo.


• especificaciones de ensamblaje de equipo y de módulo (o demontaje)� qué piezas encajan, se unen, localización decomponentes. Las de equipo son más complicadas, pues puedehaber distintas configuraciones.

• especificaciones de prueba� lo hace la ingeniería de Sistemas,quien diseña el Sistema tiene que hacer todo esto (menos lospedidos). ¿Cuál será el alcance de las pruebas?

Veamos de qué depende la fabricabilidad, los factores que le afectan (hay quetenerlo en cuenta a la hora de diseñar el Sistema):

� uso de la estructura modular� el primer proceso es facilitarlo, esto es,minimizar el número total de partes, número de suministradores,tolerancia de las especificaciones de parte.

� adecuada documentación.� facilidad de adquisición (o comprar).� facilidad de ensamble� un factor importante es la complejidad (mínimo

número de módulos distintos y número de partes por módulo). Debeexistir la posibilidad de hacer ensamblaje automático. Reducir el númerode módulos distintos (inversamente proporcional a la configurabilidad) ynúmero de partes (adquisición más fácil). Respecto al número demódulos, se puede buscar un exceso de funcionabilidad� módulos que asu vez sean configurables.

� facilidad de prueba� ayuda también la automatización de las pruebas.

Se intentará hacer lo mejor que se pueda, dentro de los costes. El reducir elnúmero de módulos y partes es bueno, también, para el punto de vista de diseño y dela mantenibilidad, a parte de la fabricabilidad.

EJEMPLO: SISTEMA DE TRANSMISIÓN MODULAR CONFIGURABLE, PENSADO PARA HACERUNA FABRICACIÓN FLEXIBLE (PDH).

Veamos una realización:

Veamos cuál es la estructura funcional:

fotocopia 52.2


Esto es una solución para los operadores de comunicación y / oempresas, también es escalable. Vemos en la fotocopia de arriba la estructura delSistema que usa la jerarquía plesiocrana, según la ITU. Vemos que hay cuatrointerfaces entre dos multiplexadores.

Vemos todas las posibles configuraciones que hay. También haymódulos de alimentación; su número dependerá del número total de módulosque haya. Hay un conmutador para poder tener el enlace conmutado. Laestructura física significa que empaquetamos toda esta funcionalidad.


Todas las funciones que se nos ocurra deben caber en el mismo espaciofísico (modularidad física). Las complejidades iguales en tamaños iguales.


Las unidades antes se montan en armazones (también las unidades dealimentación). La placa madre se usa para interfaces exteriores como lasexteriores.

La vista (estructura) de producto nos dice qué combinaciones sonposibles.


También salen los armazones, los que caben en cada uno. Cada uno delos armazones tiene alimentación doble.

Normalmente, esto es un equipo de transmisión, distinto al resto; puescada usuario tiene necesidades distintas� problema de fabricación, ya que losmódulos son muy caros y por ello se hace a medida, tanto la configuración comoel módulo. Requiere una técnica de fabricación complicada: pedido� móduloque se requiere y se fabrica.

Hemos visto, también, la escalabilidad y coste proporcionado al número decanales. Hay una configuración mínima.

- evolucionabilidad-� es la facilidad de extender el ciclo de vida del Sistemaadaptándolo. Los Sistemas mueren porque:

� aparecen nuevos requisitos� podemos adaptar los Sistemas.� disponibilidad de nueva tecnología (más barata).

Se intenta adaptarles a estos cambios. También puede ocurrir la obsolencia:degradación de la “utilidad”.

Los cambios que podemos hacer el Sistema:� extensiones.� mejora.� cambios de tecnología.

Los factores que hacen que un Sistema sea evolucionable:


� estructuración� estructura de alto nivel del Sistema, funcionalmentecomo vistas reales: cambiar solo una parte del Sistema.

� interfaces internos (y externos, viéndolos)� al hacer la estructuración.Hacer los interfaces extensibles en funcionabilidad. Los interfaces sondifíciles de cambios.

� documentación� hay sistemas que duran muchos años. Para hacercambios en un Sistema es conveniente documentar el porqué se hacen lascosas para permitir su evolucionabilidad

Hay decisiones de alto nivel.

Fiabilidad.

- concepto.- medida.- modelos (representaciones simplificadas del comportamiento).- fiabilidad y esfuerzo.- fiabilidad y estructura.- fiabilidad y errores.

Concepto.

Es la probabilidad de que un Sistema funcione satisfactoriamente durante unperiodo de tiempo dado y bajo unas determinadas condiciones.

En esta simplificación suponemos que un Sistema puede estar en dos estados: enservicio y en fallo (no es capaz de ofrecer servicio). Esto es muy drástico.

El estado en que está el Sistema depende del tiempo. Con el tiempo todos lossistemas acaban fallando, es una visión pesimista. Lo que no sabemos es cuando falla.Así que el estado en que está el sistema lo representamos a través de una función binariadependiente del tiempo, una función probabilística.

Las condiciones influyen en la fiabilidad, puede ser la temperatura o el trabajoque está haciendo (esfuerzo).

Medidas.

El sistema podrá estar en dos estados, lo representamos:


Se define ciertas funciones:

- función de fiabilidad, R(t)� es la probabilidad de no haber fallado pasado untiempo ‘t’ desde que el sistema entró en servicio. También se llama: función desupervivencia. La experiencia nos dice que la función de fiabilidad es una funciónmonótonamente decreciente.

- función de distribución de fallos, F(t)� es la probabilidad de haber fallado ya,pasado un tiempo ‘t’. Es la complementaria a la anterior. Es monótonamentecreciente.

- función de densidad de fallo, f(t)� también es decreciente. Cuanto más tiempopasa, más probabilidad de fallo.


- MTTF (Tiempo medio hasta el fallo)� es una media. Es muy usado, pues es unnúmero, pero no nos da el comportamiento.

∫∞

=0

)·(· dttftMTTF

- Función tasa de fallos, z(t)� es parecida a la densidad de fallos. Es la probabilidadcondicionada (condicional) a que el sistema no haya fallado ya.

( ))()()(

)()·(

''int,)·(

tRtftz

tRdttf

tervalonofalloendtttfalloenprdttz =⇒=

+=

La tasa de fallo ya no está claro que sea decreciente, de hecho puede sercreciente. Los sistemas que envejecen son aquellos que su tasa de fallo va creciendo.

Modelos.

Un modelo es suponer un comportamiento. Para representar la finalidad se usanexpresiones matemáticas:

- exponencial.- Weibull.

MODELO EXPONENCIAL.

Sólo tenemos un parámetro λ, suponiendo: tetR λ−=)( ; tetf λλ −= ·)( ; λ=)(tz ;

λ1=MTTF .

Este modelo implica que la tasa de fallos es constante, es decir, que el sistema noenvejece. En este caso, El tiempo medio hasta el fallo es el inverso de la tasa de fallos.

Los importante es el concepto, no las fórmulas; sólo ayudan a entender lo quesignifican.


MODELO DE WEIBULL.

Es también una función exponencial, pero más complicada: αβtetR −=)( . Para

‘α=1’, tenemos (el modelo exponencial) la tasa de fallos constante: 1··)( −= αβα ttz .

- α > 1� tasa de fallos creciente.- α = 1� tasa de fallos constante.- α < 1� tasa de fallos decreciente.

Este modelo se usa para representar un comportamiento de tasa de fallosvariante en el tiempo.

Estos dos modelos tienen parámetros. Veamos de qué dependen los parámetrosde los modelos de fiabilidad:

- tipo de elemento (de tecnología).- proceso de fabricación.- condiciones: esfuerzo (cantidad de trabajo que hacen).- dentro de fiabilidad.

EJEMPLO: DISPOSITIVO ELECTRÓNICO.

No se puede representar con ningún modelo, pero la parte constante suele sermucho más larga que el tiempo de tasa de fallo creciente y decreciente. Solemos usar ladivisión en tres zonas, como vemos en el dibujo.

La primera zona se debe a problemas de proceso. Los que superan el primerinstante (mortalidad infantil de los dispositivos electrónicos) ya tienen la tasa de fallosconstante. Al final tienden a envejecer.

Normalmente, los componentes electrónicos se usan durante el tiempo de tasa defallos constante; pasado ese tiempo (que es conocido por la experiencia), se tira. Antesde usar los componentes electrónicos, se ponen en funcionamiento, para que se mueranlos que tengan fallos de fabricación: “quemar el equipo”. Ese quemado sirve para


asegurar que el sistema se encuentra en la zona de tasa de fallos constante, antes dedárselo al usuario. En esta zona podemos predecir la fiabilidad, pues conocemos la tasade fallos del componente.

Los componentes pueden ser más o menos fiables, dependiendo de si λ es mayoro menor. Los dispositivos mecánicos se comportan:

Fiabilidad y esfuerzo.

La fiabilidad depende de las condiciones en la que el sistema funcione. Se defineunas condiciones normales. Si el sistema no está en condiciones normales, se dice queel sistema está sometido a esfuerzo. El esfuerzo se mide en función de magnitudes quemiden esas condiciones normales:

permitidomáximovaloraplicadovaloresfuerzo

___=

El esfuerzo unidad es el máximo en que un sistema funciona.

Un sistema en condiciones normales tiene mejor fiabilidad que cuando estásometido a esfuerzo. La fiabilidad2 de los sistemas decrece cuando crece su esfuerzo,tanto peor cuanto más nos acercamos a los valores límites.

El esfuerzo se puede referir a:

- condiciones externas. Ejemplo: voltaje aplicado.- consecuencias de las condiciones. Ejemplo: potencia disipada. Es consecuencia de

las condiciones externas, pero no es una condición externa.

Las condiciones del esfuerzo:

- esfuerzo intencionado� a veces es útil someter los sistemas a esfuerzosintencionalmente. Ejemplo: funcionamiento para la mortalidad infantil para

2 fiabilidad� probabilidad de que el sistema ofrezca el servicio.


condiciones esforzadas, acotando este tiempo (dentro del margen permitido). Otroejemplo sería medir hasta el tiempo medio de fallo del sistema, que a veces es deaños, por esos se usa en condiciones forzadas. A veces, es útil el esfuerzo.

- las condiciones normales deben estar lejos de las condiciones máximas para elrendimiento máximo siendo más fiable (menor esfuerzo). Para que el sistema seafiable, sobredimensionamos las cosas (ojo, que también cuesta dinero).

Un sistema funciona igual en condiciones normales que en sobrecarga, pero laprobabilidad de fallo aumenta conforme aumenta el esfuerzo.

Fiabilidad y estructura.

La estructura de fiabilidad es una representación del comportamiento delSistema desde el punto de vista de la fiabilidad (falla o no falla). Veamos varios casos:

− estructura no redundantes.− redundancia simple.− redundancia compleja.

ESTRUCTURA NO REDUNDANTES.

Se dice que en un sistema no hay redundancia si para que el sistema funcione,todos los elementos deben funcionar (no sobra nada).

El fallo de un elemento cualquiera implica fallo del sistema. Por ejemplo:sistema telefónico, ordenador. Hay varias formas de representar la fiabilidad del sistemacon la fiabilidad de cada uno de los elementos (siendo éstos independientes entre sí).

Conocidas las funciones de supervivencia de cada elemento, podemos conocer lafunción de supervivencia del Sistema global (depende de sus elementos) (N es elnúmero de los elementos):

)()(1

tRtR i

N

i=Π=

Se suele suponer el modelo exponencial, es decir, los elementos tiene la tasa defallos constante:

tN

iii

N

i

N

ietttRtR λλλ −

====−=−Π=Π= ∑ )·exp()·exp()()(

111

El sistema completo también tiene la tasa de fallos constante. Funciona con elmodelo exponencial, donde la tasa de fallos es la suma de las tasas de cada uno de suselementos. También es fácil calcular:

∑∑=

−−−

=

− =→==N

ii

N

ii MTTFMTTFMTTF

1

111

1

1 )( λλ


Vemos que el elemento que tiene menos tiempo medio hasta el fallo es el quedomina. Otra forma de representación es mediante el símil eléctrico:

Es el estudio más simplificado:

ESTRUCTURAS CON REDUNDANCIAS SIMPLE.

Un sistema tiene redundancia cuando se puede quitar un elemento y el Sistemasigue haciendo lo mismo, con el mismo comportamiento exterior y la misma función.

La redundancia simple consiste en repetir un elemento (misma función). Haydos tipos de redundancia:

− redundancia activo reserva� de los elementos repetidos, sólo uno cumple con sufunción y los otros están inactivos.

− redundancia en reparto de carga� la carga total del trabajo a hacer se reparte entrelos elementos redundantes, aunque uno de ellos fuera capaz de hacer todo el trabajo.

El orden de redundancia se indica: M:N. El orden de redundancia trata de seruna cierta medida de la redundancia, donde N es el número de elementos necesariospara realizar la función (prestaciones requeridas). Así si M es mayor que N sí que hayredundancia; por ejemplo si ‘M = N + m’, ‘m’ será el número de elementos nonecesarios para cumplir con las prestaciones del Sistema:

− N:N, 1:1� no hay redundancia.− 1+1:1� caso típico, donde hay uno de reserva. Por ejemplo, alimentación de

grandes centros de información.− 1+N:1� tenemos ‘N’ elementos en reserva. Puede fallar hasta ‘N’ elementos. Por

ejemplo, los motores de los aviones.− N+m:N� es el caso general, pueden fallar hasta ‘m’ elementos en el sistema.

Veamos el caso típico N:1. Puede fallar ‘N – 1’ elementos y el sistema seguiríadando servicio. El Sistema falla sólo si todos los elementos fallan, por eso tambiénrecibe el nombre de estructura en paralelo. Se pueden representar con una funciónAND.

))(1(1)( tRtR iΠ−−=


Se puede resolver este caso si la tasa de fallos de todos los elementos soniguales:

λi iguales = λ�

= ∑=

N

i iMTTF

1

11λ

Mejoramos un poco para el tiempo medio hasta el fallo; es más, si crece ‘i’ laganancia marginal es cada vez peor.

Con reparto de carga, la fiabilidad de cada uno de los elementos es mejor puesmenor es el esfuerzo de cada elemento, pero no se refleja en la fórmula. En activo /reserva, el elemento que está en reserva tendrá una tasa de fallos bastante menor, siendoesta diferencia mayor o menor dependiendo del esfuerzo del elemento activo. El activo /reserva se usa para un Sistema con desgaste, así el elemento en reserva no tendrádesgaste (la tasa de fallos no crece).

La realidad es más complicada. La forma de aumentar la fiabilidad con máselementos es si podemos recuperar los elementos. Hemos calculado el tiempo de fallosde todos los elementos, pero las estructuras redundantes son más útiles si los elementosson recuperables mediante una acción de mantenimiento.

Si el Sistema es recuperable, el Sistema cambia mucho. Mientras uno funciona,recuperamos el elemento que estaba en fallo. Por ejemplo con dos elementos:


− sin mantenimiento: 5,1

1 λ=−MTTF

− con mantenimiento: MTMTTF ··2 21 λ≅−

Lo normal es que se utilice redundancia simple con mantenimiento, pudiendohacer que el tiempo medio hasta el fallo sea muy alto, ya que podemos hacer que eltiempo medio de recuperación (TM) sea chico. Pero no siempre se puede hacermantenimiento, por ejemplo en el satélite. En telecomunicación se puede hacermantenimiento, mejorando mucho el tiempo medio hasta el fallo.

Hemos supuesto la independencia entre fallos de los elementos, pero no es fácilconseguirlo en sistemas electrónicos. Normalmente, cuando se hacen Sistemasredundantes, a los elementos se les llaman “bloque de fiabilidad”, si son capaces deaislar, desde el punto de vista de transferencia, el fallo.

Hasta ahora esto era muy drástico: el Sistema falla o funciona. En los sistemascomplejos no se habla de fallos de servicio, sino de degradación de las prestaciones y sise viene abajo es que ya no es capaz de hacer nada.

REDUNDANCIA COMPLEJA.

Las formas más complejas de modelar el fallo:

− Grado de servicio.o Vulnerabilidad.

− Modo de fallo.

Se usa el concepto de “grado de servicio” siempre que la degradación delservicio sea aceptable, usando un número que expresa lo lejos que estamos del serviciototal. ‘0’ será el fallo total y ‘1’ servicio completo.

En relación de esto, se refiere a la vulnerabilidad de un Sistema al fallo de unelemento. La experiencia nos dice qué sistemas son más vulnerables que otros y quéelementos influyen más en la vulnerabilidad que otros. También pueden ir de ‘0’ a ‘1’,siendo ‘0’ el elemento invulnerable y ‘1’ la vulnerabilidad total.

Si los elementos no están bien aislados; si uno de ellos es vulnerable, el resto deelementos también son vulnerables al fallo.

Los elementos, hasta ahora, también tenían dos estados. A veces se usan variosestados para los elementos.

Los modos de fallos consisten en que tanto el sistema como los elementos estánen varios estados: en servicio o modos de fallos. El fallo significa degradación de lafuncionalidad. Los modos de fallos no hace falta que sean continuos. El modo de fallose define como efecto del servicio, no la causa. Por ejemplo, el modo de fallo delcondensador sería: el valor C se sale de la tolerancia, circuito abierto, cortocircuito.


A veces se dibujan diagramas para los modos de fallos:

Este tipo de diagrama sirve:

− para ver qué modo de fallo se produce cuando se produce un fallo de un dispositivo:ANÁLISIS DE MODOS DE FALLOS Y SUS EFECTOS.

− permite calcular la fiabilidad.− permite hacer estudios de la vulnerabilidad.

Fiabilidad y los errores3.

Al hablar de fiabilidad asumimos que los sistemas físicos se degradan sinremedio. Los Sistemas complejos fallan, muchas veces, y no se debe a una degradaciónfísica de los componentes electrónicos. Los Sistemas fallan por no estar bien hechos,tienen errores o bien de diseño o bien de fabricación.

¿Se puede evitar los errores? Sí que se puede. Esto se consigue diseñando bien yprobando. Se reducen los errores pero no del todo, ya que siempre se cuelan errores.Pero las pruebas se hacen con recursos limitados de tiempo y en recursos. Entonces, porpesimismo, todos los Sistemas tienen errores.

- fallo� dejar de cumplir su función, su servicio. Se produce en el servicio.- error� asociado a un fallo de la actividad de diseño. Está en el Sistema.

3 Nos referimos a errores de diseño y de fabricación.


¿Un error siempre provoca fallo? No siempre. El fallo del sistema se produce sise produce ciertas condiciones, como un estado no previsto en el diseño. El error semanifiesta en el fallo. Si el Sistema no pasa por ese estado, no se manifestará el error. Elfallo depende de las condiciones del sistema. No siempre un error produce fallo.

Al diseñar un Sistema no sabemos cuáles son los errores ni las condicionesnecesarias para que si hay errores, se produzcan fallos. No podemos hacer nadadeterminista. Haremos de esto un problema estadístico, un problema de fiabilidad.

Los errores lo tratamos como un problema más de fiabilidad. Con este “tipo” defiabilidad, si un sistema entra en modo fallo es fácilmente recuperable, requiriendo unaacción: el re – arranque.

Los Sistemas software también fallan, buscaremos algo relacionado con lafiabilidad, factores que influyen en la fiabilidad relacionada con los fallos debido a loserrores del Sistema. Vemos de qué depende la fiabilidad de un Sistema lógico (no haydegradación física):

- complejidad� cuanto más complejo sea un Sistema, más difícil de diseñar� máserrores.

- proceso de desarrollo� el proceso de desarrollo consiste en: diseño y prueba.Influye en el número de errores que queden en el Sistema.

- esfuerzo� cuando un Sistema hace más trabajo, el número de combinaciones deestados que se produce es muy alto, mayor probabilidad de caer en un estado nodiseñado. Los errores son los mismos, pero la probabilidad de que los errores seconviertan en fallos es mayor.

MODELOS DE FIABILIDAD DEBIDA A LOS ERRORES.

Hay varios modelos:

- Modelo de tasa de fallos constante� suponemos que el sistema tiene undeterminado número de errores y que la tasa de fallos es constante. Cuando falla elsistema, lo re – arrancaremos, teniendo el mismo número de errores y la misma tasade fallos constante que antes. Ya vimos los factores que influían en la tasa de fallos.

- Modelo de tasa de fallos, z(t), decreciente� típico comportamiento en fase dedepuración, diseño, experimentación y en la explotación. Ahora cuando se produceun fallo, investigamos: sus causas, el error que provoca el fallo y las condiciones enlas que se dan. Corregimos el fallo eliminando la probabilidad de que se produzca unerror:

o eliminar el error oo eliminar las condiciones

En la fase de explotación, se elimina el fallo de la forma más fácil posible. Eslo que se denomina parche; pues no se corrige la estructura, sino evitar lascondiciones de fallo.

- Modelo de introducción de versiones� en los sistemas complejos, cuando entra enla fase de explotación, al detectar un error grave, los diseñadores del sistemaproponen un parche sin cambios estructurales. Esto reduce la tasa de fallos delsistema, pero no baja de un determinado nivel.


Se introduce una nueva versión del sistema al hacer cambios estructuralescuando hay muchos parches, corrigiendo los errores a más bajo nivel. Pero las nuevasversiones tiene una tasa de error mayor a la anterior, pues se trata de una nuevaversión.

Pero la tasa de error se baja un poco, conforme se vayan detectando loserrores. En los nuevas versiones, a parte de la corrección de errores, se le añadennuevas funcionalidades, aumentando un poco más la tasa de fallo.

RESUMEN DE FIABILIDAD.

- concepto- medida- modelos- esfuerzo- estructura- fiabilidad y errores (de diseño o de fabricación)

Mantenibilidad.

- concepto.- tipos de mantenimiento.- medida.- disponibilidad.- mantenimiento automático.- - - -- mantenimiento del sistema (es muy distinto a los de arriba, también se le llama

mantenimiento adaptativo).

Concepto.

Los sistemas, tarde o temprano, fallan. Sin embargo, la mayoría de los sistemasson recuperables, esto es, podemos volver a dar el servicio, a volver al estado anterior.Esto se hace mediante una acción de mantenimiento. Si los sistemas son recuperables,se habla de tiempo medio entre fallos; más que tiempo medio hasta el fallo, pero es elmismo concepto.


Pero existe otro tipo de mantenimiento, que consiste en evitar que el sistemafalle (sobretodo para sistemas con desgastes). Tiene como objetivo aumentar lafiabilidad.

La Mantenibilidad es una característica del sistema que consiste en la facilidad,la seguridad, la eficacia, la economía y la precisión con que se puede realizar laactividad del mantenimiento de un sistema.

Veamos una definición de mantenibilidad: probabilidad de que un sistema (loque se degrada es la realización del sistema) sea retenido en (repuesto a) una condición(un estado) especificado en un tiempo dado mediante acciones de mantenimiento conprocedimientos y recursos definidos.

El mantenimiento es una acción normalmente lo hace una organización(equipos) con una serie de recursos del sistema. La mantenibilidad sí es responsabilidadde la ingeniería del Sistema, pues la mantenibilidad se logra en el diseño.

Tipos de mantenimiento.

Se habla de dos tipos:

- correctivo.- preventivo.

MANTENIMIENTO CORRECTIVO.

Su objetivo es reponer al sistema a un cierto grado de servicio, después de queese grado de servicio ha disminuido a partir de un fallo. A esta acción también se llama:recuperar el sistema. La secuencia que sigue:

fallo � acción de mantenimiento correctivo � sistema recuperado

Esta acción de mantenimiento correctivo se hace de manera secuencial:


El ciclo de mantenimiento correctivo también se llama tiempo en que el sistemaestá fuera de servicio o “caído”.

La detección es darse cuenta de que ha ocurrido el fallo. No siempre es fácil,depende de la complejidad del sistema. Cuanto más complejo, más difícil será ladetección.

La preparación no depende del sistema (depende de los recursos que tenga laorganización), sino de la organización del mantenimiento.

El ciclo de mantenimiento activo es lo que ya depende más del Sistema. Así, conla localización averiguamos qué elemento falla y qué hay que hacer para reponer elsistema.

Para recuperar un elemento hay que desmontar para poder acceder al elementoque necesito recuperar, lo recupero: reparándolo, cambiándolo por otro elemento,...Después se monta. Por último hay que verificar que el elemento se ha recuperado y quehemos ensamblado bien el sistema.

Durante el bloque de desensamble, recuperación, ensamble y verificación elsistema está fuera de servicio, así que es importante que se tarde lo mínimo posible.

Para reducir los tiempos de recuperación se puede hacer:

- sistema con ayudas al diagnóstico� tiempo de diagnóstico corto.- sistema de fácil montaje y desmontaje� mucha accesibilidad (pocos elementos o

fácilmente desmontable).- sistema con verificación automática� tiempo de verificación corto.- una buena documentación (forma parte del sistema) reduce también los tiempos de

recuperación.

MANTENIMIENTO PREVENTIVO.

Tiene como objetivo retener al sistema en un cierto grado de servicio. El origende una acción de mantenimiento preventivo no es un fallo. Hay dos eventos quedesencadenan una acción de mantenimiento preventivo (origen):

- supervisión� vemos que hay algo que podría producir un fallo, generalmente pordegradación del sistema.

- programación periódica� sabemos que hay muchos componentes que se desgastan,producen fallos y conocemos este tiempo. Se pueden sustituir o ajustar, por ejemplo,en circuitos electrónicos para tener márgenes de seguridad de mantenimiento. Otroejemplo sería el aceite del coche.

Se usa con sistemas con tasas de fallos crecientes: sistema con desgaste osistemas con tiempo de vida limitado.

Cuando la tasa de fallos es constante no tiene sentido el mantenimientopreventivo, pero a veces se hace. Ejemplos: reajustes con potenciómetros, calibracionesperiódicas.


Medida.

- medida de frecuencia� frecuencia a la que se requiere las acciones demantenimiento. Se usa el tiempo medio entre mantenimiento (MTBM). En sistemasde tasa de fallos de constante, el tiempo medio entre mantenimiento es igual al tiempomedio hasta el fallo del conjunto de los elementos. En el sistema con mantenimientopreventivo, el tiempo medio entre mantenimiento estará relacionado con el tiempo devida útil del elemento con desgaste.

- medida de tiempo� tiempo que dura la acción de mantenimiento. La medida es eltiempo de recuperación (TTR, Time To Restore). En caso de mantenimientocorrectivo, el tiempo de recuperación incluye todo el ciclo y hay cosas que nodepende del diseño. También llamado tiempo de caída del sistema. El tiempo derecuperación depende de lo que hayamos trabajado en el diseño y en la organizaciónde mantenimiento. Muchas veces se usa el tiempo medio de mantenimiento activo,que es el valor medio que dura el ciclo de mantenimiento activo. La medida de verdades el tiempo medio de recuperación (MTTR), ya que no es determinista.

- medida de coste� esfuerzo que requiere en recursos la acción de mantenimiento.En precio, en cantidad de esfuerzo. El coste no afecta al servicio, la frecuencia y eltiempo sí que repercute al servicio. El coste afecta al que haga el mantenimiento.

Disponibilidad.

Es otro concepto diferente a mantenibilidad. Se habla de disponibilidad ensistemas recuperables, es decir, en que una vez que falla el sistema se puede poner en elestado anterior al fallo. La disponibilidad es la probabilidad de que el sistema esté enSERVICIO.

La disponibilidad (A) es la relación que existe entre el tiempo que está enservicio y el total:


1≤≈+

=MTTRMTBF

MTBFA

Valores típico de la disponibilidad es del 99%, 99’9%, 99’999%; hay una altadisponibilidad de cincos nueves de disponibilidad. La disponibilidad nos dice el tiempoútil en que el sistema está ofreciendo el servicio.

Para un sistema aparece la fiabilidad (MTBF), la mantenibilidad (MTTR) y ladisponibilidad (A), aunque las tres están relacionadas. Desde el punto de vista delservicio, las tres cosas son importante. No interesa una alta disponibilidad y un elevadotiempo medio entre fallos si también tenemos un alto tiempo medio de reparación,habría que limitarlo. Tampoco interesa tener bajo tiempo medio entre fallos, por muybajo que sea el tiempo medio de reparación.

)11·( −=A

MTBFMTTR

Podemos dibujar la siguiente gráfica.

A un sistema le pedimos una disponibilidad mínima, un tiempo medio entre fallomínimo y un tiempo medio de recuperación máximo.

Mantenimiento automático.

Para un sistema con alta disponibilidad, la detección y preparación no se puedeadmitir.

Muchos sistemas complejos tienen funciones automáticas, es decir, no requierende interacción humana. Las funciones se automatizan para conseguir:

− velocidad de respuesta.− seguridad.


− coste.

En el mantenimiento, se automatizan debido a sus requisitos (por ejemplo, lavelocidad de respuesta) de:

− fiabilidad� se necesita que el recambio sea rápido (o el rearranque del sistema, si essoftware), para aumentar la fiabilidad.

− mantenibilidad� reduce esos tiempos de recuperación cuando el sistema esté caído.− disponibilidad� es una mezcla de las dos anteriores.

Las funciones que hay que automatizar es en el mantenimiento correctivo:

− detección� sistema que se entera si hay un elemento fuera de servicio.− diagnóstico� saber cuál es ese elemento.

Y para el mantenimiento activo:

− recuperación� no en el ensamble; sino, por ejemplo, en rearranque o recambio (defunciones).

fotocopia 51.1.

fotocopia 51.1 abajo.

La supervisión siempre hace falta, ya que es una función de detectar losfallos. La supervisión es a distintos niveles: más físicos o de más alto nivel. Elobjetivo de este sistema es detectar los fallos.

El diagnóstico decide si se puede recuperar el estado sin necesidad deintervención del operario� informa a la recuperación o a la operación. Esteesquema suele ser de sistemas de telecomunicación.

MANTENIMIENTO ADAPTATIVO.

Relacionado con la evolucionabilidad del Sistema. Ahora este “mantenimiento”se refiere al Sistema. Recibe varios nombres: mantenimiento adaptativo o evolutivo odel Sistema.

El funcionamiento del Sistema intenta adaptarse a las condiciones cambiantes:− nuevos requisitos (de servicio).− aparición de nueva tecnología� podemos mejorar la fiabilidad (el Sistema) o

reducir los costes,...− necesidad de corregir los errores que aparecen� en el mantenimiento del Sistema se

suele incluir los errores que se hallan durante la fase de explotación.


Tema 4: Metodología del proceso de desarrollo.

− Procesos de ingeniería:o definición.o análisis.o diseño.o construcción / ejecución.o verificación.

− Procesos de control del Diseño.

Introducción.

Veremos los métodos de diseño. El proceso de desarrollo es un proceso humanoque permite, desde una necesidad, obtener un Sistema que resuelve esta necesidad.

Los procesos de ingeniería de modelos simples son independientes: los procesosde ingeniería se realizan de manera secuencial, y de forma paralela se realizan losprocesos de control del Diseño. Para los modelos más complejos, se solapan.

El análisis de los procesos de ingeniería busca la mejor solución que cumpla esaespecificación de requisito, según el criterio de decisión.

Definición.

PROPÓSITO� definir los objetivos del proyecto.

RESULTADO� especificación de requisitos.

Suele haber dos roles: el cliente y el ingeniero del Sistema. El cliente es capaz dedefinir la necesidad. El ingeniero es capaz de diseñar el Sistema que cumpla lanecesidad.

ALCANCE� ¿Hasta dónde llega esta definición? Vemos:

− definir el SERVICIO (no el SISTEMA)� no hay que indicar posiblessoluciones del Sistema. Hay que abstraerse a la necesidad. Por ejemplo:

• El proyecto: instalar una nueva central telefónica en un barrio. Lanecesidad: el servicio telefónico a un número de usuario.

• El proyecto: instalar un radioenlace. La necesidad: ofrecer unSistema para transmitir datos.

• El proyecto: construcción de un puente. La necesidad: darservicio de tráfico entre las orillas.

− definición no ambigua� si los requisitos son cuantificables, hay que ponerel número. No escribir mucho sin decir nada. Por ejemplo:

• reducir el impacto ambiental� ¿?• bajo coste� ¿cuánto?• agradable a la vista� ¿?


− definición completa� no debe dejarse aspectos importantes sin definir.Suponer cosas y el sentido común no es admisible, no se puede suponer quelas cosas son evidentes. Lo que queremos, hay que definirlo. Dar unadefinición formal y completa. Por ejemplo, si queremos una ampliación deuna red de telecomunicación: el objetivo es disminuir a la mitad de tiempo deconexión (alta) de un nuevo usuario que lo solicite en la ciudad de Málaga deaquí a un año, con inversiones menor que X euros.

− definición realizable� tiene que haber una solución, al menos. Si damos unadefinición sin solución, los ingenieros de análisis tardarán mucho tiempo endarse cuenta de que no existe una solución. Pero lo más probable es que en lafase de análisis, se deseche los requisitos menos importantes hasta que hayasolución. Esto se sale del modelo y no debe ocurrir. ¿Cómo se sabe si existesolución? Por experiencia o por estudios de viabilidad, para evitar esteproblema pero que no aparecen en la especificación de los requisitos. Otrosmodelos son los iterativos: los procesos de definición de análisis y diseño noson independientes y sí son iterativos, para ir afinando una definición viable.

Para que una definición sea realizable, hay que evitar pedirlo todo (pararde pedir cosas). La dificultad está en poner sólo los requisitos que sonnecesarios.

ESTRUCTURA DE LA ESPECIFICACIÓN DE REQUISITO (BLANCHARD)� se ponen en ordenpara que no se olvide nada. Su estructura:− requisito de usuario (cooperacional)� relacionada con el uso (SERVICIO) del

Sistema. Se debe incluir la definición cualitativa y cuantitativa del SERVICIO.− requisito de soporte� relacionados con el mantenimiento, soporte y fabricación

del Sistema.− requisito de verificación� hasta dónde llega en la verificación del diseño.− restricciones� costes, plazo del proyecto, ...

fotocopia 51.1 vuelta.


Veamos algunos ejemplos de especificación de requisitos:

EJEMPLO 1: COMPAÑÍA GRANDE (REAL).

El cliente es interno, el Marketing. Divide la parte de definición en dos fases:

− fase 1�especificación comercial, la hace el departamento de marketing.o descripción de necesidad� de forma ambigua, no técnica.o posibles usos.o restricciones de coste del Sistema y del proyecto y del plazo de

desarrollo.− fase 2� especificación de diseño, es más técnica.

Sólo aparecen requisitos, no soluciones.

fotocopia 51.2 arriba.


EJEMPLO 2: EQUIPO DE TRANSMISIÓN.

Aparecen casi todas las cosas vistas.


EJEMPLO 3: NORMA DE ESPECIFICACIÓN DE UNA ORGANIZACIÓN.

Vemos que están todos los requisitos, pero organizados de distinta forma.

fotocopia 51.2 vuelta� leer.

Análisis.

− introducción.− diseño conceptual.− estructuración.− especificación del Sistema� conjunto de documentos que resulta de toda esta

acción.

Introducción.

PROPÓSITO� encontrar el mejor Sistema que cumpla los requisitos.

ENTRADA� especificación de requisitos.

SALIDA� especificación de Sistema.

El objetivo es encontrar un Sistema que cumpla los requisitos, sin plantearse siesos requisitos cumplen la necesidad inicial o si está bien planteada.

En la definición se dice lo que tiene que hacer el Sistema y en el análisis se dicecómo se tiene que hacer.

Siempre hay un proceso de optimización, ya que habrá varias posiblessoluciones. En esta fase de análisis hay que pensar en todo el conjunto completo derequisitos (en esto se diferencia esta fase de la siguiente).

El resultado es la especificación de Sistema, que es todo lo que tiene que ir eneste documento (contenido de toda la información para poder seguir los procesos):

lo que tiene que estar definido

cómo es el SISTEMA(descripción de alto nivel)

EstructuraInterfacesFuncionesTecnología

cómo se va a desarrollarcómo se va a probar

cómo se va a explotarUsar y Mantener


Habrá decisiones claves que afecten al resto del proyecto: tecnología, estructura,... Lo único que no hay es detalles de fabricación.

Veamos cómo se hace el Análisis. El Análisis se suele hacer en dos fasessecuenciales:

En la primera fase, se busca una solución global al Sistema y se toma decisionesde la principal tecnología a utilizar (será determinante). No nos preocupa demasiadodividir el Sistema en trozos, al menos no por el problema de complejidad sino por unamejor comprensión. Se toman grandes decisiones, pues afectan al desarrollo.

En la siguiente fase, la estructuración, sí nos preocupa el hecho de que lasolución elegida hay que diseñarla y mantenerla. Ahora si nos preocupa la complejidad:se divide en distintos niveles para que el Sistema sea abordable. Se puede hacer unaestructuración: funcional, física, ... También se considera las estructuras redundantes.

Una vez obtenidas las distintas partes, hay que asignarlas los requisitos delSistema entre cada una de las nuevas partes.

En la estructuración también hay que ver cómo desarrollar, probar y explotar.Aquí nos preocupa la complejidad y en el diseño conceptual nos preocupa menos.

Diseño conceptual.

− Ejemplos. ¿Qué se decide?− Procedimiento de análisis� procedimiento de toma de decisión.− Ejemplo.


¿Qué se decide?

EJEMPLO 1: decidir entre desarrollar o comprar (generalmente se refiere a partes delSistema o al Sistema completo).

Los requisitos que nos piden se pueden cumplir con un Sistema ya existente omodificándolo un poco o desarrollando un Sistema nuevo.

Partir de un Sistema tiene un coste de desarrollo menor. También está el riesgode conseguir los objetivos.

EJEMPLO 2: tecnología básica: familia de microprocesadores o sistemas operativos.

Este tipo de decisiones no sólo se basan en prestaciones y coste (que tambiénson criterio), también influye en el criterio.

− herramientas de desarrollo que permiten desarrollar la tecnología� influye en eltiempo y calidad de desarrollo, esto es en:

o productividad.o calidad

− perspectiva de continuidad y evolución de esa tecnología.

EJEMPLO 3: Red de telecontrol.

− cableado o no cableado (radio� margen de frecuencia).

Procedimiento de análisis4.

Es el procedimiento de toma de decisiones. Una decisión desafortunada puededegenerar en graves problemas en el desarrollo. Para las decisiones importantes habráque seguir este procedimiento de análisis (de toma de decisión o análisis de solucionescandidatas).

El esfuerzo que se le dedique a este procedimiento dependerá de la importanciade la decisión que hay que tomar.

fotocopia 51.3 izquierda.

En el criterio de evaluación, los parámetros de eficacia pueden sercuantitativos o un conjuntos de parámetros útiles.

La eficacia es difícil de cuantificar o la funcionalidad. Vemos lo que puedesignificar el coste y la eficacia en la fotocopia 51.3 derecha. La ventaja de los costeses que se pueden cuantificar, la eficacia es más difícil de cuantificar.

Lo más fácil es minimizar el coste, pero qué coste: ¿el desarrollo? ¿laimplementación? Estimar la eficacia es más difícil.

criterio1: coste � evaluar los costes.

4 nos referimos a “análisis” porque se trata de la toma de una decisión.


criterio 2: te

eficaciacos

� obliga a cuantificar parámetros. Hay que ponderar

los parámetros de la eficacia.

Para las alternativas hay que saber bien lo que se nos pide. No hay quejuzgarlas (la decisión viene después), sólo identificarlas.

En el enfoque y técnicas de evaluación, a veces la decisión no la podemoshacer simplemente pensando, hace falta un modelo (representación) o un prototipo(realizaciones). Aquí sólo se definen.

Existe riesgo cuando algún dato que se necesita para obtener la decisión, noconocemos su valor pero sí su probabilidad. Podemos calcular el riesgo, laprobabilidad de que nuestra decisión no sea adecuada. Incertidumbre es cuando nose conoce nada.

En la evaluación de alternativas:

− análisis de sensibilidad� si un dato de entrada (no conocido con certeza) varía,cómo varia el modelo: ¿cuánto riesgo?

− estudios de compromisos entre parámetros� ver cómo se consigue unascaracterísticas deseables a costa de otras.

El análisis de los resultados nos sirve para ordenar las alternativas.

Lo último es tomar la decisión. En la documentación hay que poner todas lasdecisiones y resultados de lo que se ha hecho. Es muy importante todo lo que noesté en el documento se pierde.

Esto no se hace siempre, sólo en las decisiones grandes de un proyecto se hacetodo esto. Para decisiones pequeñas se saltarán algunos pasos.

Ejemplo.

Es un ejemplo real de un proyecto grande. Veremos algunas decisiones dentrodel diseño conceptual.

Se trata de una conmutador de paquetes (router) muy grande y con unasrequisitos de disponibilidad muy grande. Veremos algunos requisitos, decisiones ymodelos.

REQUISITOS:

− capacidad� número de mensajes, bits por segundo, enlaces, ...− interfaces� lógicos (IP, X.25, ...) y físicos (RDSI, módem, ...).− fiabilidad.− disponibilidad.− mantenimiento correctivo de una unidad sin que el Sistema esté fuera de servicio.− configurabilidad.


− escalabilidad.− evolución.− gestión del Sistema.

DECISIONES:

− funciones de gestión� máquina hardware / software existentes tipo UNIX. (secompra)

− operación� estación de trabajo con entorno gráfico de ventanas. (se compra)− conmutación (se desarrolla)� hardware de proceso y de comunicaciones. El

software nuevo se desarrolla, tanto el de bajo nivel como el de alto nivel.− práctica de equipo� todo el soporte de la electrónica.

El Sistema está dividido en: terminal de gestión, centrales de gestión y centralesde red (conmutación).

ESTRUCTURA.

fotocopia 51.4 arriba.

La capacidad está limitada por la capacidad del bus UPR. Cada bus tienecolgadas cierto número de unidades funcionales y si éste falla, fallan todas� afectaa la fiabilidad. Si falla un enlace, sólo “caen” las unidades conectadas a él, pero elresto siguen funcionando.

Para la alimentación se pensó en alimentación distribuida (a cada elemento) envez de central. Así mejoraba la fiabilidad.

También se pensó en permitir rearrancar cada parte por separado en vez detodo a la vez, también para aumentar la fiabilidad.

Respecto a las “Decisiones”, decir que lo importante para tomar una decisión estener toda la información posible y de forma compacta, es decir, haciendo un resumenpara poder mirarla rápidamente y poder compararla de forma fácil.

Estructuración.

Nos preocupamos de cómo acometer la complejidad del diseño (usaremos elconcepto de Sistema). También nos ocuparemos de cumplir los requisitos que antes nohemos tenido en cuenta (mantenibilidad, fiabilidad, ...)

Dividiremos el Sistema en otros más pequeños. Para organizar el trabajo lomejor es hacer una división funcional, pero haremos también otras divisiones.

− División funcional.o características.o procedimiento.o otros criterios de división.


− Ejemplos de estructuración.

División funcional.

CARACTERÍSTICAS.

a) Funciones fácilmente descritas� a pesar de que sean complejas de implementar,deben ser simples en la definición. Ejemplo, puerta AND� sumador binario.

b) Pocos elementos� debemos poder ver la función de cada elemento y la global en elconjunto. Para esto se requieren pocos elementos (entre cuatro y ocho elementos).

c) Interfaces simples� debemos tener relaciones simples entre elementos y sistemas.Dividiremos elementos que no tengan funciones comunes.

d) Pocos interfaces� no deben estar todos los elementos relacionados con todos.

Como resumen podríamos decir que buscamos la división más sencilla. Si elSistema es complejo, debemos hacer una división a varios niveles.

PROCEDIMIENTO.

Podría ser una secuencia de cosas:

a) enumerar las funciones.b) enumerar los sistemas externos con los que interacciona (se les llaman “actores”).c) identificar funciones básicas que no están en los requisitos, pero que normalmente

permiten implementar las funciones del apartado (a). Ejemplos: reconversión de unaalimentación en otra.

d) identificar funciones convencionales, que son las que suelen existir ya hechas, paraver si conviene comprarlas o diseñarlas.

e) ordenar las funciones por prioridad, importancia, etc.f) agrupar las funciones, pues son muchas y queremos pocos elementos. Las

agrupamos por el parecido o porque estén fuertemente acopladas. Agrupamos hastaconseguir cuatro y ocho elementos.

g) dibujar una estructura, para relacionar elementos entre sí. Sólo deben estarconectados algunos elementos, no todos con todos.

h) añadir interacciones externas.i) re – estructuración� consiste en pasar funciones de un elemento a otro para

simplificar. Así podemos evitar duplicación o podemos hacer reutilizaciones. A vecesse juntan funciones en un elemento para evitar interacciones externas y tener unSistema más sencillo.


Si bajamos de nivel podremos describir agrupaciones más sencillas.

Esta es la división funcional. Pero esto debe ser compatible con otras divisionesdel Sistema (real, física,...). Por eso suele ser un proceso iterativo.

OTROS CRITERIOS DE DIVISIÓN (NO FUNCIONALES).

− separación física.− flujo en interfaces� puede haber limitación de flujo de información debido a la

tecnología: necesitaremos varios interfaces en vez de uno solo.− prestaciones� podemos tener también limitaciones tecnológicas y podemos

necesitar varios interfaces.− verificación� es posible que necesitemos verificar un elemento desde fuera y

necesitemos otro interfaz.− fiabilidad� queremos dividir en bloques que tengan ciertas características.− mantenimiento (físico) (no del Sistema).− mantenimiento del Sistema� puede interesar separar un elemento que evolucione

rápidamente, para sustituirlo.− escalabilidad� es mejor muchas partes pequeñas que una grande.

EJEMPLOS DE ESTRUCTURACIÓN.

Debemos fijarnos en el esfuerzo de que esté todo y de definiciones de funcionesde una sola palabra, para un mejor entendimiento.

EJEMPLO 1: EQUIPO DE TRANSMISIÓN DE DATOS POR RED TELEFÓNICA (ETD).

La primera división funcional: modulación / demodulación (tratamiento deseñal).



Vemos que no todo está conectado con todo. Es un equipo sencillo� se ahorramuchos pasos que conocemos.

Si bajamos de nivel, dividimos más para poder diseñar por separado.


A cada una de las partes habría que asignar requisitos.

EJEMPLO 2: CONMUTADOR DE PAQUETES.

Es el ejemplo que vimos antes, pero entrando en detalle. Así la divisiónfuncional queda:

− la función principal es la conmutación.− otra gran función es la gestión--> puede realizarlo otra máquina, pero lo vemos aquí.

Veremos los nodos de conmutación, pero requieren cierta gestión.

fotocopia 51.5.

No repetiremos trabajo si hemos sido capaces de identificarlo bien. Dentro dela división funcional (las cinco grandes funciones vistas en la fotocopia) está la“práctica de equipos” que tiene las siguientes funciones:

− soporte mecánico.− evacuar el calor.− conexionado� permite hacer los interfaces eléctricos internos y externos.

Es una descripción funcional, no vemos nada físico. Así, podemos diseñar unasola vez.


Para diseñar un Sistema tan complejo hace falta otras vistas; por ejemplo, lavista real. La vista real era:

Sistema compuesto por unidades funcionales (UF� conjunto fabricado confunciones hardware y software). Una unidad funcional tendrá casi todas las funcionesvistas en la división funcional. Cada una de las unidades funcionales tiene casi todo loque se nos describe en la división funcional. La doble visión complica la definición,pero simplifica el trabajo de diseño.

fotocopia 51.5 vuelta izquierda.


Tiene muchos detalles de las unidades funcionales. Una realización concretadel Sistema será un conjunto de distintas unidades funcionales según las necesidadesconcretas.

Puede haber unidades repetidas. Dentro de la estructura real hay cosas que noaparecen. Por ejemplo, aquí no está representada la alimentación ni el sistema derearranque o de alarmas (protección frente a fallos). Esta estructura es sólo deconmutación y es redundante. La estructura de alimentación suele ser sencilla, sueleser una estructura de difusión.

En el sistema de protección frente a fallos, se recogen alarmas cuando unaunidad funcional está muerta. Da la posibilidad de dar un servicio a cada una de lasunidades funcionales.

Todavía queda la estructura física para describir el Sistema.


ESTRUCTURA FÍSICA.

Tiene en cuenta un problema del que no hemos hablado: el empaquetamiento�cómo somos capaces de agrupar los componentes electrónicos en una gran cantidad.

El empaquetamiento se hacen en niveles:

− nivel 1� es el más simple. Dispositivo.− nivel 2� circuito integrado o componente discreto.− nivel 3� placa de circuitos impresos.− nivel 4� armazón (mueble donde se insertan placas y por detrás las conexiones con

circuitos impresos o cableado).− nivel 5� armario.− nivel 6� Sistema.

Así hay que partirlo en problemas físicos. Problema de capacidad física a la horade dividir el Sistema.

Los problemas del empaquetamiento son:

− con cada nivel hay un número máximo de componentes del nivel inferior que caben.− limitación de conexiones exteriores que podemos hacer.− calor que disipa.

En este caso, se asocia una unidad funcional a una placa de circuito impreso. Lapartición física se intenta hacer por donde menos conexionado haya. Partir por donde elinterfaz sea más sencillo desde un punto de vista funcional, eléctrico y / o mecánico.

El mantenimiento es más sencillo si no hay cableado por delante.


¿Cómo se hace la correspondencia entre los elementos de división funcional convista real con estructura física? La unidad funcional de la vista real se corresponde conla placa de circuito impreso en la estructura física.

En la funcionabilidad se baja varios niveles más, hasta los componentes. Uncomponente es algo que se puede reagrupar en las unidades funcionales. Se diseña sólouna vez. Si un componente se diseña para todas las funciones, tendrá más coste (cosasque no son necesarias en la unidades funcionales). Desde el punto del mantenimiento yde la escabilidad, será más barato.

La división funcional nos debe permitir una optimización: reducción al máximodel número de los componentes.

Al final, una unidad funcional será:

fotocopia 51.5 vuelta derecha.

La unidad funcional es un conjunto de componentes hardware y software quehabrán sido identificados en la división funcional. Esos componentes son los últimosque se diseñan. Los componentes comunes hardware (interfaz, alimentación, ...) ysoftware (protección, ...) o componentes específicos hardware (interfaz de transmisión)y software (interfaz del disco duro). Una unidad funcional puede considerarse como unaintegración de componentes previamente diseñados.


Los interfaces hay que diseñarlos antes que los componentes.

fotocopia 51.6 vuelta izquierda.

Cuando el Sistema es muy complejo hay que usar varias vistas:

fotocopia 51.6 vuelta derecha.

Revisamos las vistas usadas. La vista de producto son todos los elementosposibles, sus configuraciones, ... Sirve para configurar cada una de sus realizaciones.

La vista funcional debía ser sencilla, poco conexa y sin redundancia. La vistareal puede ser justo al revés.

FIN DEL EJEMPLO.


Seguimos con el proceso de análisis. Dentro de la estructuración, al final se haceuna vez obtenida la estructura:

− codificación de estructura.− asignación de requisitos.− especificación del Sistema.

CODIFICACIÓN.

Para la identificación de todos los componentes, a parte de un nombre, debetener un código, ya que es más formal. Algo que identifique de forma unívoca eseelemento.

Debemos ser capaces de identificar todo lo que se debe hacer, sin olvidar nada.Hace falta hacer una estructura en forma de árbol.

fotocopia 51.7.

Vemos un ejemplo de codificación. Codificamos incluso la documentación.

Si no somos capaces de darle un número de forma coherente, es que no hemoshecho bien las cosas. El código refleja la estructura, el orden del Sistema.

Esto sirve, una vez hecha la estructura, para:

− asignar requisitos.− seguimientos de requisitos.− planificación de proyecto� vemos lo que hay que ir haciendo.− identificación de configuración� ser capaz de identificar todos los documentos que

hay que hacer en el proyecto, incluso darle códigos a los documentos.

ASIGNACIÓN DE REQUISITOS.

Debemos ser capaces hacer corresponder los requisitos del Sistema a losrequisitos de cada uno de los elementos. Hay que repartir:

− requisitos funcionales� está casi hecho, habrá que concretarlo.− prestaciones� algunos se consigue por acumulación (módulos mínimos).− parámetros físicos� peso, tamaño,... Tendremos ciertas restricciones.− coste� es más complicado de repartir (al menos hasta el primer nivel).− MTTF, TTR� factores relacionados con la fiabilidad y la mantenibilidad.

Normalmente se hacen varias alternativas (tiene varias soluciones) y se elige lamejor.

fotocopia 51.4 derecha.


ESPECIFICACIÓN DE SISTEMA.

1Estructura del Sistema� usando las vistas necesarias.Especificaciones de Elementos.Especificaciones de Interfaces.

2 Plan de Integración.Plan de Pruebas de Sistema.

y además...

3 Diseño conceptual. Decisiones� recoger todo el trabajo del diseñoconceptual.

4

Planificación del Proyecto.(Plan de Desarrollo, Planificación del Programa técnico)

Qué actividades.Quién las realiza.Cuándo están terminadas.Relaciones entre actividades.Hitos demostrables o de control� son maquetas (subconjunto del

Sistema) que sirve para demostrar que funciona.

fotocopia 99.1� es un ejemplo de planificación de proyecto. Lista deActividad (con códigos). Los “Eii” son los hitos demostrables� pruebaspara ver si se ha conseguido la tarea.

fotocopia 99.1 vuelta� la planificación consiste en:− lista (estructurada) de tareas.− diagrama de Gant (temporal)� vemos la relación de qué tareas pueden

ser concurrentes y cuáles deben esperar a que acabe una tarea previa.Los hitos se suelen poner cada mes.

Todo esto es el resultado de la fase de análisis. En la especificación delSistema se refleja todo estos planes.

5

Plan de Ingeniería de Sistemas.Descripción de la Metodología.Herramientas y procedimientos.Documentos� conjunto que se generan. Después de cada actividad,

siempre un documento.Gestión de configuración� gestión de los documentos: cambios,

actualización, ...

6

Planes especiales:Plan de Fiabilidad� cada uno tendrá sus documentos especiales. Se

hace un plano para cada uno.Mantenibilidad.Soporte logístico.Fabricabilidad.Aseguramiento de la Calidad.Seguridad.Control E – M.


Verificación5.

− procesos de verificación.o objetivos.o métodos de prueba.o características de una prueba.o especificaciones de Prueba.

− verificación en el proyecto.o pruebas unitarias y de Integración.o prueba de Sistema.o prueba de paso a Explotación.o prueba en Explotación.

Procesos de Verificación.

Objetivos.

Encontrar palabras como:

− errores� del proceso, son cosas mal hechas. Se dan en:o proceso de Desarrollo.o proceso de Fabricación.

− defectos� consecuencia del error, son del Sistema. Los defectos pueden dar fallos ono. Habrá defectos de:

o Desarrollo del Sistema.o Fabricación (realización).

− fallos� asociado al Servicio.

Los procesos de verificación buscan y detectan los defectos para poderlescorregir. Durante el Ciclo de Proyecto, buscamos defectos del Sistema (debidos aerrores de los procesos de desarrollo). Durante el Ciclo de Explotación, buscamosdefectos de la realización (vistos ya). A veces aparecen defectos del Sistema.

Métodos de prueba.

Podemos clasificar los grupos en tres grandes grupos:

− experimentos.− análisis.− inspección.

EXPERIMENTOS.

Es lo más habitual. Cogemos una realización de lo que queremos probar (sistemacompleto, elementos, ...) Esa realización se llama Sistema Bajo Prueba (SBP). El SBPhay que meterlo dentro de un entorno: emulación de entornos. Se intenta hacer otrosistema que intenta simular el entorno de funcionamiento del Sistema bajo prueba. 5 Verificación� comprobación de que el diseño esté bien hecho.


También están el generador de estímulos y la observación (respuestas ymedidas).

Normalmente, para probar un Sistema hay que hacer muchos experimentos.Cada experimento simple se le suele denominar un “Caso de Prueba”. Los Casos dePrueba serán independientes entre sí aunque tengan partes en común; pues los estímulosy respuestas son distintos. Cada Caso de Prueba suele incluir:

− condiciones.− estímulos.− respuestas posibles� a partir de aquí, como hacer el veredicto.

Los problemas que tienen los experimentos:

− dispersión de valores de la realización bajo prueba (SPB).− precisión de medida.− complejidad �� validez � cuanto más complejo es el Sistema bajo prueba, el

número de casos de prueba, para asegurarnos cierto grado de validez, es cada vezmayor. Y esto está limitado.

ANÁLISIS.

Averigua el comportamiento de un Sistema a través del comportamiento de loselementos y la estructura. La verificación de un elemento es más sencillo, e incluso lasuma de los casos de prueba de todos los elementos puede ser menor que el del Sistema.

No es posible cuando:

− experimento no es posible.− experimento es destructivo.


− experimento tiene riesgo de seguridad.− experimento tiene coste inaceptable.

Veamos algunos ejemplos:

− resistencia de una estructura de hormigón.− capacidad de tráfico de una red (entera es imposible).− verificar los requisitos de fiabilidad; por ejemplo, veinte años.

En estos tres ejemplos estamos seguros que los hacemos bien, por eso es mejorque el experimento. El análisis es mejor que el experimento cuando el Sistema escomplejo.

INSPECCIÓN.

Se usa cuando no se pueden hacer experimentos; por ejemplo, especificación derequisitos: tecnología, verificación, documentación.

Características de una prueba.

Debería guiar el diseño de una prueba:

− validez de la prueba.− coste.− tiempo de ejecución.

VALIDEZ.

En general, es muy raro que una Prueba sea infalible. Los problemas que hayson:

− tiempo y esfuerzo limitado.− precisión de la medida en el experimento.− muestreo en el experimento.− modelo simplificado.− número de casos de prueba limitado.

La medida o expresión de esa validez puede hacerse de dos maneras:

− cobertura de defectos� típico uso en la prueba de fabricación de circuitosintegrados. Por ejemplo, capaz de detectar el 90%.

− confianza en el veredicto� es una probabilidad de que el veredicto sea correcto. Seusa en negativo: riesgo de veredicto incorrecto (10%, 5%). Suele haber dos riesgo:

o pasa� riesgo del consumidor. Un Sistema que pasa unas pruebas peropuede que no cumpla con los requisitos.

o no pasa� riesgo del suministrador. El Sistema está bien, pero la Pruebadice que no pasa.


COSTE.

Hay que considerar muchos costes:

− coste de ejecución de la Prueba� puede ser el tiempo de ejecución.− coste del Sistema de comprobación.− coste de realizaciones� algunas veces las Pruebas son destructivas.

TIEMPO DE EJECUCIÓN.

Puede ser por coste o porque trabajamos con un tiempo limitado.

Al diseñar las Pruebas, debemos pensar en estas tres cosas. Hay que tener encuenta:

− no menospreciar las Pruebas. El diseño de Pruebas puede ser igual de complejo queel diseño del Sistema.

− hay que minimizar el riesgo pasa y el riesgo de no pasa, según coste.− para deducir la validez y el coste habrá que hacer una estructuración,... Hay que

aplicar las mismas ideas a las Pruebas que al diseño, también necesita unaestructuración.

− al diseñar las pruebas hay que tener en cuenta la reutilización. Al diseñar Pruebas,pensar si se pueden reutilizar para la explotación.

Especificación de Pruebas.


Verificación en el Ciclo del Proyecto.

− Pruebas Unitarias y de Integración.− Pruebas de Sistema.− Pruebas de paso a Explotación.

PRUEBAS UNITARIAS Y DE INTEGRACIÓN.

El diseño consiste en tomar el Sistema según nos lo deja la fase de Análisis ydividir los elementos de forma sucesiva hasta reducir su complejidad.


En el Diseño se especifica los interfaces, las funciones y las especificaciones dePruebas de cada elemento. Quien diseñe un elemento, diseña también las pruebas quehay que hacer para saber si el elemento cumple con las especificación.

Pasada la fase de Diseño, se constituyen los elementos de cierto nivel. LasPruebas Unitarias son las pruebas que deben pasar los elementos del último nivel (másbajo) que se constituye, para verificar si se cumple su especificación.

Si sube de nivel, se constituye el elemento y se pasa la Prueba del elementodiseñado. La Prueba de elemento tiene como objetivo ver los posibles problemas dediseño de interfaces, pues se supone que los fallos internos del elemento los detecta lasPruebas Unitarias. Las Pruebas de Integración son las pruebas de elementos de otrosniveles orientados a verificar los elementos de ese nivel, suponiendo que los elementosde más bajo nivel estén bien hechos.

La elección de la estrategia de integración más adecuada se hará en función de lavalidez y el coste.

Lo que hemos contado es lo más conservador y lo más seguro. También sepuede minimizar las Pruebas Unitarias y de Integración (ensamblar sin mirar),reduciendo el coste pero encareciendo las Pruebas de Sistema.

Normalmente nos quedamos en el punto intermedio, Plan de Integración; quebusca un compromiso de las estrategias de integración6:

− número de integraciones.− de función de cada una.

Hay varias estrategias de integración, que no son éstas. Por ejemplo, en unSistema software, construir un Sistema en el primer nivel (más alto) y sus interfaces,pero sin más funciones en los elementos que las interfaces. Se van incorporando cadavez más funciones, integrándolas. Podemos detectar y corregir problemas de laestructura,... Esto se llama desarrollo incremental. Son refinamientos sucesivos de cadauno de los elementos. Pero la estructura está desde el principio.

Debemos tener el Sistema completo construido e integrado (es decir, que notenga defectos). La verificación en detalle de todos los requisitos se hace con el Sistemaconstruido:

Pruebas de Sistema.

Suelen ser Pruebas desde fuera, de cajas negras.

El objetivo suele ser verificar el cumplimiento de los requisitos. Para ello seránecesario que los requisitos sean formales (claros y no ambiguos). Por eso se verificanlas especificaciones. También, como objetivo, tenemos que evaluar el Sistema, ya quelos parámetros deben estar dentro de las tolerancias. Veremos:

6 Integración� juntar varios elementos y hacer una prueba.


− planificación y preparación.− secuenciamiento de las Pruebas.− verificación de Requisitos.− Pruebas en condiciones límites.

PLANIFICACIÓN Y PREPARACIÓN.

Hay que hacerlo en la fase de análisis, aunque se ejecuta ahora. En la fase deanálisis hay que hacer el Plan de Pruebas del Sistema, hacer un planning de las pruebas,asignando recursos, cuándo, objetivos,... Es un plan de actuaciones. Es importantedetectar, si hace falta, sistemas que hay que adquirir o diseñarlo. Por eso hace faltahacerlo tan pronto, para saber los recursos necesarios.

La preparación se hace durante la fase de diseño y de fabricación (después defase de análisis). Lo que se hace:

− definición de Maquetas (realizaciones del Sistema sobre las que se realizan laspruebas).

− especificaciones de Pruebas de Sistema� conjunto de Pruebas suficiente paraverificar los requisitos, con costes razonables.

− herramientas de Prueba: definir, adquirir, diseñar.

SECUENCIAMIENTO DE LAS PRUEBAS.

Si hacemos una prueba y el Sistema no va, debemos corregir el defecto quehayamos encontrado, y verificar que se cumple. El proceso habitual es que cada vez quese detecta un defecto, se debe corregir. ¿Habremos estropeado otra cosa? Debemoscomprobar que todo vaya bien.

Se suele hacer una cosa intermedia que minimiza el coste de las Pruebas. LasPruebas se hacen de forma secuencial y, al encontrar un error, se informa y siguehaciéndose. En determinados instantes de la secuencia, se vuelve al principio de laspruebas. Esta estrategia estará en el plan de Pruebas.

Se hablan de tres tipos de pruebas, en relación con esa secuencia:

− Pruebas de progresión� las Pruebas que se hacen por primera vez. Si falla,hacemos una petición de cambio.

− Pruebas de corrección� después de hacer el cambio, hacemos Pruebas para ver si elcambio ha corregido el fallo detectado.

− Pruebas de regresión� Pruebas ya hechas, como progresión. Se vuelve a hacercuando hay un cambio en el Sistema y quiere verse que no produce nuevos fallos.

Al final, el Sistema debe cumplir todos los requisitos, en su estado final(corregidos todos los fallos).

VERIFICACIÓN DE LOS REQUISITOS.

Ya hablamos del Sistema completo integrando:


− Pruebas funcionales�se hace con experimentos de estímulos – respuesta (se ve). Sehacen en condiciones normales, la funcionalidad se verifica en condiciones normales:ambientales y de carga (de trabajo). Verificamos los requisitos. Las pruebasfuncionales se secuencian:

o Pruebas por separado.o Pruebas conjuntas� el Sistema debe cumplir con todos los requisitos a

la vez.o situaciones normales.o situaciones anómalas.

− Pruebas de prestaciones� verificamos que los parámetros dentro de los requisitos yevaluamos esas prestaciones. Se hace:

o experimentos (con medida).o condiciones normales.o se mide las prestaciones en un subconjunto “normal” de funcionalidad.o se mide parámetros por separado.o se mide parámetros por conjunto.

Estas Pruebas se suelen hacer a la vez con las Pruebas de Control deSobrecarga.

A través del conjunto de los interfaces le podemos pedir al Sistema mástrabajo del que suele hacer. Los Sistemas deben poder soportar este trabajo máximoy, si no, se saturan.

− Pruebas de condiciones ambientales� ver si el Sistema soporta los límites detemperatura, humedad, ... Se suele hacer las pruebas:

o en funcionamiento� vemos si el Sistema, en las condiciones límitesambientales, no falla.

o retirado del Servicio� detectar que no se produce defectos en ambientesextremos (que no hay degradación).

No se hace con todas las combinaciones de funciones, sino con un conjunto defunciones normales y en condiciones:

o función normal.o carga normal.o carga sobrecargada.

− Pruebas de Requisitos de Documentación� se hace por inspección. Esta inspecciónno es demasiado fuerte pues se comprueba que están los documentos, no sucontenido. Aunque a veces, sí se comprueba los documentos. Se suele hacer unmuestreo de contenidos.

− Pruebas de Fiabilidad y Mantenibilidad� si el Sistema es sencillo, se hace medianteexperimentos. Se pone en condiciones de esfuerzo (sobrecarga, límitesambientales,...) y mediante modelos matemáticos sacamos la Fiabilidad; poniendo,también, muchas realizaciones del Sistema.

En los Sistemas complejos se recurre al Análisis. Conociendo la estructura deFiabilidad (entre los elementos), sabemos cuáles son los parámetros de Fiabilidad.

Con la Mantenibilidad pasa igual, se hacen estimaciones. Experimentos:demostración de Fiabilidad y Mantenibilidad.

− Pruebas en condiciones límites� hay que verificar que el Sistema funcione bienfuera de las condiciones normales y soporte las condiciones límites especificadas enlos requisitos.

Hay que diferenciar:� condiciones de entornos� ya hemos hablado de ellas.


� condiciones de carga de trabajo� dependiendo del tipo de Sistema, la cargapuede ser distinta. Por ejemplo, en un conmutador será el tráfico deconmutación o la carga en una C.P.U.,... Hay que probar con carga alta(porque la fiabilidad disminuye, pero aquí no nos interesa) ya que puede queel Sistema no funcione. Otro problema que no nos interesa ahora sería lafiabilidad.

− Pruebas fuera de las condiciones normales� tenemos:� pruebas de sobrecarga� se hacen más allá de las condiciones normales, por

encima de la nominal, pero sin llegar al límite (dentro de los límites). Hayque decidir una combinación de pruebas de sobrecarga. Compruebo quecumple con los requisitos.

� pruebas marginales� se hacen por encima del límite permitido (más allá).Sirven para:

• saber la sensibilidad del Sistema.• conocer los límites reales� su distribución. Podemos calcular el riesgo

de que las unidades no cumplan (a través de estudios estadísticos).A veces, las pruebas marginales son destructivas. Por ejemplo, en un

puente. Se hará una análisis pero no una prueba marginal.

Pruebas de paso a Explotación.

Estas pruebas pertenecen al proyecto, aunque no está muy claro. Las pruebas delSistema se diseña dentro del proyecto, gente que participa en él. Puede ocurrir, portanto, que el que diseña las pruebas no sabe cómo va a funcionar el Sistema y puede quele dé poca importancia a un parámetro que será primordial en su uso comercial.

Estas pruebas de paso a explotación están diseñadas por los usuarios, gente quees externa al proyecto. Intentarán detectar los fallos comunes provocados por el uso delSistema. A veces, se detectan problemas de definición o de análisis.

Hay dos casos, según el tipo de proyecto:

− Sistema a medida� si el cliente que existe conoce la necesidad, realiza laspruebas� se hacen las PRUEBAS DE ACEPTACIÓN� el usuario acepta el Sistemacomo bueno.

− fabricación masiva� como el cliente es anónimo, es el marketing quien decide estaspruebas� se hacen las PRUEBAS ALFAS Y BETAS, hechas por el usuario.

PRUEBA DE ACEPTACIÓN.


La instalación consiste en mover el Sistema a otro sitio, en su entorno deverdad, no en el simulado. Se suele hacer con una documentación.

A continuación, un usuario hace las pruebas de aceptación. Las pruebas deaceptación a veces las hace el propio usuario y otras se negocian. Para ello elusuario utiliza el “manual de usuario”, que es un documento que se hace. Estaspruebas suelen ser más fáciles que las pruebas del Sistema, pero puede ser que elSistema tenga defectos. Si las pasa, el Sistema llega a la explotación.


PRUEBA ALFA Y BETA.

Cuando se trata de fabricación masiva, puede que el que realice el proyecto noprovea bien qué uso se le va a dar el Sistema.

Hay que comprobar, también, que la fabricación esté bien hecha, pues se suelediseñar un proceso de fabricación (que está orientado a que la fabricación sea eficientedesde el punto de vista económico), tanto hardware como software.

Así el proceso de fabricación es:


Al principio es el mismo: pruebas del Sistema. Pasadas éstas, se hacen laspruebas alfas, que son pruebas de usuarios (también tendrán manual de usuario) dedentro de la organización pero fuera del proyecto. Si es hardware, se hace un“modelo de ingeniería”. Un modelo de ingeniería está hecho con lasespecificaciones de fabricación (información con la que se fabricará todas lasréplicas, se hacen unos pocos modelos de ingeniería).

En estas pruebas se detectan problemas de uso y errores del proceso defabricación (cometidos al optimizar económicamente la fabricación). A veces,también, se hacen pruebas de Sistema sobre el modelo de ingeniería, si es software.

En las pruebas beta, los usuarios son externos a la organización. Para ello sehace una preserie (número de unidades se eleva). La preserie se hace con la mismadocumentación que se hace la fabricación en serie, tal y como después se venderá,con el mismo proceso final de fabricación. Tendrá y se comprobará el manual deusuario e instalación. Los usuarios serán externos, pero no anónimos. Éstos secomprometen a dar información de los problemas que encuentren, a cambio de serlos usuarios primeros del producto.

Pruebas de Explotación.

− pruebas de fabricación� se hacen a cada una de las unidades, para probar que elproceso de fabricación está bien.

− pruebas de instalación� una vez particularizado el Sistema a un entornodeterminado, se comprueba que está bien.

− pruebas de mantenimiento� cada vez que se hace una acción de mantenimientocorrectivo o preventivo, hay que comprobar que el Sistema está bien.

Estas pruebas se parecen a las otras, en los objetivos:

− validez (confianza) en las pruebas.− coste.− tiempo de ejecución.


Las particularidades que hay:

− los requisitos de costes y tiempo de ejecución son más rígidos.− mantenimiento “en campo”� las pruebas de instalación y mantenimiento hay que

hacerlo donde las pruebas se van a usar.

Una cosa importante es conseguir la reutilización de pruebas. El objetivo no esdetectar errores del Sistema, que ya está hecho. Tratamos de detectar errores delproceso, sólo verificar eso; por eso es más sencillo.

Hasta aquí, los procesos de definición, de análisis, de diseño y de verificaciónson los procesos de ingeniería (técnicos). Ahora vienen los procesos de control delproyecto.

Control del Diseño.

Veremos métodos cuyos objetivos serán:

− evitar errores habituales.− detectar los errores cometidos (cuanto antes).− evitar duplicar trabajo.

Los métodos que veremos son dos:

− Reglas de Diseño� elaboración y usos.− revisiones formales.

REGLAS DE DISEÑO.

Sirven para evitar errores habituales y duplicación de trabajo, también para elentendimiento entre diseñadores. Se usan:

− recetas� soluciones probadas a problemas habituales de diseño. Por ejemplo, eldiseño hardware de las placas de circuitos impresos: separación de pistas de cobre,ancho, diafonía de los hilos. En hardware, el diseño eléctrico, como conectar unafamilia lógica con otra (no diseñarlo cada usuario, que ya esté hecho, pues siempreigual). La alimentación o reset. En software, puede ser con los algoritmos debúsqueda.

Quien hace las pruebas, invierte mucho tiempo en hacerlas bien. El diseñadorno tiene tiempo y no las haría bien.

− guías de las herramientas del desarrollo� las herramientas son, cada vez, másgrande y más complicadas de usar ya que van englobadas más funciones. Si usamosherramientas exteriores, están hechas con un propósito general y tendrían muchascosas. Así, que alguien se dedica a estudiar esas herramientas y hará una guíasimplificada con las cosas que nos interesa. A veces, también es una guía conrestricciones (no usar algo para asegurar que la probabilidad de errores es menor).

− estilos de Representación y Documentación� los Sistemas están definidos en ladocumentación y hay muchas formas de representarlos (distintos estilos). Por


ejemplo, diagrama de electricidad. Sirve para que todos entendamos cualquierdocumento y se obliga a cierta estructuración.

− restricciones a los diseñadores (no pueden hacer lo que quieran)� por ejemplo, endiseño hardware, restringir los componentes que podemos usar por diversos motivos(fiabilidad, stock, ...).

Todas estas cosas se plasman en manualidades de diseño (hardware, software,...).

REVISIONES FORMALES.

El objetivo es detectar errores en el proceso de desarrollo y poder tomar accionescorrectoras, lo antes posible.

Es una auditoria sistemática estructurada realizada por un grupo de personassobre el resultado de alguna actividad del proyecto.

Un diagrama del proceso de una revisión, podría ser:

El ponente es el responsable de la actividad. El responsable es el encargado de larevisión, que cumpla con su misión. Los grupos de revisión son personas exteriores querevisan la actividad. Suelen ser interdisciplinares.

La metodología define el cuadro grande. El éxito de una revisión depende de quela lista de comprobación sea suficiente (contenga los errores más frecuentes). Dependedel grupo y, de otra cosa muy importante, la actividad positiva del ponente (que no seponga rojo), es el que más ayuda a detectar los errores, si acepta ayuda y sugerencias delgrupo.


Hay dos tipos de revisiones formales:

− Revisión de Diseño� se revisa el proyecto globalmente. Se hace al final de la fasede análisis (visto en la fotocopia 51.4 derecha). A veces, se hace una Revisión deDiseño antes, en el Diseño conceptual.

A lo largo de la fase de Diseño, se hacen varias Revisiones de Diseño (dos otres):

� se hace una cuando el Diseño está al 50%.� otra revisión al final, cuando esté hecho todo el trabajo. También se

hace una revisión de los documentos, cuando estén todos losdocumentos.

La Revisión debe ser macroscópica, no perderse en el detalle. Se revisa, agrandes rasgos:

� la funcionalidad.� los Interfaces� que estén bien diseñados.� asignación de Requisitos (parámetros)� que se cumplan.� Normas� verificarlas.� Documentación� que se están haciendo los documentos.� Planes especiales� fiabilidad, soporte, mantenibilidad,

fabricabilidad, ...Son cosas generales, de hecho, el grupo que hace la Revisión de Diseño suele

ser el jefe de proyecto, gente que participó en la definición y el análisis (gente capazde analizar el proyecto, en general) y especialistas en fiabilidad u otros temas.

Respecto a la “Asignación de Requisitos”, también se le denomina“seguimiento de prestaciones” o “seguimiento de parámetros”. Hay que cumplir lasespecificaciones y los parámetros cuantitativos. Esto se hace en una tabla:

R. D. 1 R. D. 2parámetro 1

...

...Los parámetros están calculados con una tabla de los elementos del Sistema. A

cada elemento se le pone el requisito asignado. En las sucesivas Revisiones deDiseño sustituimos ese requisito asignado por el valor que tengo o una estimación deese valor. Se va consiguiendo mejores estimaciones de los valores reales.

Así Comprobamos que no superamos lo especificado: tamaño, coste,consumo,... Tenemos que comprobar que el requisito total se cumple y si no seconsigue, se toman medidas.

− revisión de entrega de documentación� los documentos hechos del Proyecto seentregan a la Organización. Pero para que se pueda entregar debe pasar una revisiónformal del documento. Se hacen revisiones formales de los documentos de unaactividad (un conjunto de documentos). No son exhaustivos, aunque se exija esteformalismo. Habrá listas de comprobación para cada tipo de documento. Comoejemplos tenemos las prácticas o la fotocopia 99.3. Muchas veces se revisa las cosasque están hechas, que se cumplen las reglas de Diseño y algunos errores típicos quese cometen.


Relacionados con estos dos tipos de revisiones formales están:

− coste de los errores� intenta detectar los errores lo antes posible, pues el coste de sucorrección crece conforme más tiempo tardamos en detectarlos. Por ejemplo, elcondensador.

¿Cuánto esfuerzo debemos dedicar a la revisión? Hay un compromiso entre elesfuerzo de revisión y el coste de los errores. Este esfuerzo (su dedicación) surge dela experiencia.

Las revisiones y Reglas de Diseño son necesarias.− mejorar la Metodología� las listas de comprobación y las Reglas de Diseño se

elaboran mediante una metodología. Esta metodología se puede mejorar con estasrevisiones. Si detectamos un error, las acciones correctivas que se toman para corregirel error y una reflexión: ¿por qué hemos hecho ese error? ¿Por qué no se ha detectadoantes? ¿Se podría haber evitado el error con otra regla de diseño? ¿Se podría haberdetectado el error modificando la Revisión de Diseño o con otra persona?

De la reflexión viene una mejora de las reglas de Diseño y de losProcedimientos de Revisión. Todo esto está enfocado a no cometer el mismo error(experiencia de lo bueno: organización más experta).

Gestión de Configuración.

− concepto de configuración y de Gestión de Configuración.− actividades de Gestión de Configuración.

Concepto de Configuración y de Gestión de Configuración.

El trabajo realizado debe recogerse en documentos, ya que un trabajo hecho noplasmado en un documento, o se queda en la memoria del que lo hizo o se queda ennotas informales. Toda esa información se escapa a la organización, al resto depersonas.


El objetivo del proyecto es diseñar el Sistema (no construirlo), hacerdocumentos que describan al Sistema; este es el objetivo.

Así, la Configuración del Sistema es el conjunto de documentos que definen elSistema en un momento dado (es algo dinámico).

La Configuración empieza con un conjunto de documentos: Especificación delSistema. A partir de esto, la Configuración va cambiando, va teniendo más documentosy esos documentos pueden cambiar.

La Gestión de Configuración es un conjunto de procedimientos y actividades.Esos procedimientos y actividades tienen como objetivo que la Configuración vayacreciendo de manera ordenada y controlada.

Ordenada quiere decir que el conjunto de documentos tiene una estructura, unorden. Controlada quiere decir que los documentos que forman parte de laConfiguración deben haber pasado una revisión, deben estar controlados. También debeestar controlado cómo se distribuye esos documentos.

Actividades de Gestión de Configuración.

Se suele definir cuatro tipos de actividades:

− identificación de configuración.− control de configuración.− generación informes de Estado de configuración.− auditorias de configuración.

IDENTIFICACIÓN DE CONFIGURACIÓN.

Genera una lista con todos los documentos necesarios para definir una Sistema.Se suele hacer al principio.

Estos documentos hay que identificarlos antes que existan, para:

− Generación de documentos� si no se identifica, a lo mejor no se hace.− Control de documentos� cada diseñador hace el documento y no lo entrega.− Uniformidad en la documentación� al tener identificado lo que hay que hacer.− Conseguir una estructura en el conjunto de la documentación.

fotocopia: Estructura de la documentación.

A veces “se usan”, por ejemplo, tres niveles de edición:

− Edición� cambios en la documentos debido a un error en la descripción.− Versión� cambio de funcionalidad.− Entrega� Sistemas completos que han pasado las Pruebas de Sistema.

En realidad existen muchas versiones y ediciones. La regla de oro es evidente:incrementar la edición al hacer un cambio.


CONTROL DE CONFIGURACIÓN O CONTROL DE CAMBIO.

Los documentos, que forman parte de la configuración, se distribuyen. A vecesnecesitamos hacer cambios en los documentos, por diversos motivos:

− por errores.− por mejoras.− por nuevos requisitos.− cambios de la tecnología.

El control de configuración es el conjunto de actividades y procedimientos paradocumentar todos los cambios en la configuración y asegurar que los cambios han sidoaprobados.

En un proyecto siempre hay muchas cambios, hay que admitirlos perocontrolarlos. El origen de un cambio puede ser:

− responsable (de un elemento o un documento):� entrega primera edición.� detecta un error.� mejora� antes cumplía requisitos, ahora mejor.

− otros:� error en texto de documento.� propuesta de mejora.� error en el Sistema.� nuevos requisitos.

Los cambios se proponen, luego podrán ser aprobados por un grupo de control.El control de configuración se basa en la “petición de cambio”.

El Comité de Control de Cambio será quien apruebe los posibles cambios. Susfunciones son el Análisis y la Aprobación o Denegación del cambio.

Ni siquiera el responsable de un elemento está libre de hacer las peticiones decambios. Esto es debido a que los responsables de un elemento quizás proponganmejorar un elemento, pero que a la vez empeore otra cosa.

El Comité está formado por las mismas personas que realizan las Reglas deDiseño, es decir, que tiene una visión global del proyecto.

Veamos como el Comité realiza el análisis, según el origen de cambio:

− ordena� clasifica por orden de mayor o menor importancia. Se dedica más esfuerzoa ver si se aprueba o no la petición según la importancia del cambio. Así, porejemplo, de mayor a menor importancia tenemos los siguientes cambios:

� coste.� planificación.� un interfaz.� funcionalidad de elemento.� corregir error de un elemento.


� corregir error de texto.

PC� petición de cambio.C.C.C. � Comité de Control de Cambio.NC� notificación de cambio. Dice en qué consiste y el porqué del cambio. Parecido a

la petición de cambio. Va acompañado del documento real.

OC� orden de cambio.


Se genera una petición de cambio al detectar un error o por un nuevo requisito.El Comité de Control de Cambios no aprueba todas las peticiones de cambio, pueshabría que cambiar una gran parte del proyecto. Si se aprueba la petición de cambio, elComité averigua qué hay que cambiar y lo comunica mediante una orden de cambio. Elresponsable genera un documento modificado que debe ser aprobado; va acompañadopor una orden de cambio.

fotocopia de solicitud de cambio.

fotocopia de orden de cambio.

INFORMES DE ESTADO DE LA CONFIGURACIÓN.

Una de las funciones de la Gestión de Configuración es saber, en cada instante,los estados de los documentos del proyecto: cuáles hay, versiones, ... Vamos, el estadode la configuración.

Entonces la Gestión de Configuración debe ser capaz de hacer un informe deEstado de la Configuración, que es:

− la lista de documentos� identificados desde el principio y otros que surjan deldesarrollo del proyecto.

− indicar si han generado o no.− cuál es la versión vigente.

Sirve para que la gente, a quien se les distribuye los documentos, sepa cuál es eldocumento vigente (por si se pierde alguno).

No deben circular los documentos no oficiales porque deben pasar por laGestión de Configuración, que establece su control. También sirve como documento deentrada a las revisiones de diseño.

Hay que hacer un registro de los cambios, para poder hacer el informe de Estadode la Configuración. En él aparece la historia de cada uno de los documentos, aunquenada sobre su contenido.

AUDITORIA DE CONFIGURACIÓN.

Es una revisión formal que afecta al proceso de Gestión de Configuración. Supropósito es verificar que se está haciendo y que se cumple con sus objetivos. La listade comprobaciones de la auditoria:

− verificar la documentación del elemento� se comprueba que todos los documentosentregados tienen todo lo definido en él. No nos metemos en su contenido.

− verificar el proceso de control de cambios� ver si las peticiones de cambio se hantraducido en nuevos documentos y que esos nuevos documentos reflejan esoscambios.

− estado de Configuración� verificar si el informe de Estado de la Configuracióndice la verdad.


− estado de la distribución� verifica que la gente tiene y usa el documento que sedice en el informe de Estado de la Configuración.

En la Revisión de Diseño se puede meter estas Auditorias, pero también se debeseguir haciendo en la Explotación.


Tema 5: Modelos de calidad.

− Normalización de la calidad.− Modelos no secuenciales del Proceso de Desarrollo.− Modelos de madurez� evolución o mejora de un Proceso de Desarrollo.

Normalización de la calidad.

El punto de partida de un Proceso de Desarrollo es una Necesidad. El Procesotiene como objetivo un Sistema, del cuál se harán realizaciones (sistemas). Lo vemosgráficamente:

Así, actualmente entendemos calidad como:

− grado de satisfacción del usuario del Sistema, que es quien recibe el servicio.− grado de satisfacción del Suministrador del Sistema: que todos los procesos se

hagan de manera eficaz y económica.

También incluye mantenimiento, soporte, ...; no sólo los procesos defabricación.

La Normalización se usa para facilitar la transferencia entre suministrador yusuario; para que las partes que transfieren algo, dejen claro que se transfiere.

Hay organismos que normalizan los procesos de desarrollo para certificar que secumple con unos mínimos, normalizando así la calidad.


Así aparecen los Sistemas de Calidad. Aquí, los elementos son procesoshumanos divididos en procedimientos. Los elementos pueden ser de varios niveles.Cada elemento tiene una función bien definida, sin existir repetición de funciones. Loselementos están relacionados entre sí. Por ejemplo, ISO9000 define un Sistema deCalidad, su título es “Gestión de la Calidad y Aseguramiento de la Calidad”. Con estanorma se sabe que se cumplen unos mínimos.

Las normas ISO9000 definen un conjunto de procedimientos, sus nombres y node forma detallada (no cómo se hace), pero sí define unos mínimos. Cada organizacióndiseña los procedimientos para que cumpla la ISO9000.

Las normas ISO9000 exigen que los procedimientos diseñados por laorganización estén escritos y que se cumplan (di lo que haces y haz lo que dices).

Hay varios grados de cumplimiento de esta calidad, que dependen del número deprocedimientos que estén controlados. Hay varias normas, según estos grados decumplimiento:

ISO9003 ISO9002 ISO9001Inspección de Entrada X X XEnsayos finales X X XInstalación X XCompra X XSoporte XMantenimiento XDesarrollo X

La ISO9001 controla todos los procedimientos, desde la necesidad hasta laexplotación.

Modelos no secuenciales del Proceso de Desarrollo.

Veremos qué problemas tiene el modelo secuencial visto hasta ahora:

− decisiones tempranas a tomar� en la fase inicial del proyecto hay que tomardecisiones; muchas de ellas hay que tomarlas con información limitada, por lo quetomamos malas decisiones y esto luego tiene un coste:

� errores que pasan.� coste de los errores que se detectan.

− características “olvidadas”� durante el diseño es difícil seguir todos los requisitos.Se suele poner más esfuerzo en conseguir algunas características (funcionalidad,coste, ...) que en otras (fiabilidad, ergonomía, ...). Se pueden descubrir estos olvidosmuy tarde en el proceso.

Para solventar estos problemas, hay otros modelos:

− modelos iterativos.− modelos concurrentes.


MODELOS ITERATIVOS.

Se hace el diseño sobre iteraciones sucesivas, aproximándose poco a poco alSistema requerido:

Cada iteración requiere menos tiempo y esfuerzo que el modelo secuencial, peroen global no. El objetivo aquí no es el Sistema completo, sino una simplificación delmismo. Entonces las decisiones tomadas aquí son mejores.

En la primera iteración están los requisitos más críticos e importantes. Cosastípicas: diseño de interfaces, ...

MODELOS CONCURRENTES.

Las pruebas se hace en casi todo el proyecto, la toma de decisiones (análisis)también se va haciendo durante todo el proyecto, ... Los procesos de desarrollo son unconjunto complejo de procesos que empiezan escalonadamente, pero luego todosfuncionan a la vez y se van pasando información los unos a los otros. Es un modelo másrealista. Veremos algunos ejemplos:

− Ingeniería concurrente� evita desatender algunas características. Se trabaja engrupos de trabajo:


− Proceso Unitario de Desarrollo� los procesos son “flujos de trabajo” (cosas que sehacen). Se propone el modelo:

El tiempo va hacia la derecha. A lo largo del tiempo, los flujos de trabajoempiezan y siguen.

El flujo de trabajo es de esfuerzo variable en el tiempo: al principio habrámucho y luego disminuye.

Conseguimos que haya alguien responsable de un proceso desde que empiezahasta que se acaba.fotocopia 123.1.

− Modelo de Ingeniería de Sistemas promovido por SEI – CMU� usa un modelocomplejo pero muy estructurado, con mucho detalle. Ha diseñado un Sistema parahacer un desarrollo de Sistema. Ha identificado dieciocho procesos, que se repartenen tres grandes elementos del Sistema. Cada proceso está definido con bastantedetalle. No hay ninguna secuencia entre los dieciocho procesos.

Vemos los procesos en la fotocopia 121.1 vuelta vemos los tres grandeselementos (quedarse sólo con el modelo): procesos de ingeniería (centro), procesosde control del proyecto (derecha) y procesos de la organización (izquierda).

Se organiza en dos niveles, tres grupos, como vemos las fotocopias:fotocopia 121.2� están escrito por orden alfabético, pues no es importante el orden

de ejecución.

fotocopia 5.1.

fotocopia 5.2.

Modelos de madurez.

Una organización es más madura cuando sus Procesos son mejores, y estosucede cuanta más metodología usa y cuanto más formalizados están los Procesos, ytodo esto debe estar en los documentos.

La madurez se puede normalizar, por ejemplo la SEI – CMU normaliza unmodelo que llama CMM (Capability Maturity Model). Este modelo tiene dos partes:una la acabamos de ver y la otra es de evolución de madurez.


Define procesos y procedimientos cuyo objetivo es mejorar los Procesos deDiseño del Sistema.


Vemos los niveles de madurez que proponen:


− nivel 0� no se hace ninguno de los dieciocho procesos.− nivel 1� se hacen los dieciocho procesos, pero informalmente. Es decir, es una

ejecución informal de todos los procesos.− nivel 2� se hacen los dieciocho procesos y alguien los supervisa. Es una ejecución

planificada y supervisada.− nivel 3� formalización en documentos de los procesos: ISO9000.− nivel 4� control cuantitativo, hay que medir si los procesos van bien o mal.− nivel 5� mejora continuada.

Página personal de Carlos García Argos - INGENIERÍA DE...

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