Fundamentos del diseño de software: abstracción, arquitectura, patrones y modularidad

Resumen

El texto presenta los conceptos básicos del diseño de sistemas de software: los distintos grados de abstracción (procedimental y de datos), la arquitectura como estructura de los componentes del programa, los patrones de diseño como soluciones probadas a problemas recurrentes y la modularidad como forma de dividir el software en módulos independientes. Al leerlo, el estudiante comprenderá por qué modularizar facilita el desarrollo, las pruebas y el mantenimiento.

Puntos clave

La abstracción procedimental se refiere a una secuencia de instrucciones con una función específica y limitada.
La abstracción de datos es una colección nombrada de datos que describe un objeto de datos.
La arquitectura del software es la estructura u organización de los módulos y de las estructuras de datos que utilizan.
El diseño arquitectónico puede representarse con modelos estructurales, dinámicos y funcionales.
Un patrón de diseño describe una estructura que resuelve un problema particular dentro de un contexto específico.
La modularidad divide el software en componentes con nombres independientes que se integran para cumplir los requisitos.
No debe modularizarse en exceso, ya que la complejidad de la integración puede anular la simplicidad de cada módulo.

Ponte a prueba

Conceptos Fundamentales del Diseño de Sistemas

Abstracción

En un alto grado de abstracción, una solución se establece en términos generales con el lenguaje del entorno del problema. En los grados de menor abstracción, se proporciona una descripción más detallada de la solución.

En la medida en que cambian los diferentes grados de abstracción, se trabaja para crear:

Abstracción procedimental: Se refiere a una secuencia de instrucciones que tiene una función específica y limitada.
Abstracción de datos: Es una colección nombrada de datos que describe un objeto de datos.

Arquitectura

La arquitectura del software alude a “la estructura general del software y las formas en que la estructura proporciona una integridad conceptual para un sistema”.

La arquitectura es la estructura u organización de los componentes del programa (módulos), de tal manera que estos componentes interactúan, junto con la estructura de datos que utilizan.

El diseño arquitectónico puede representarse al usar uno o más de los siguientes modelos:

Modelos estructurales.
Modelos dinámicos.
Modelos funcionales.

Patrones

Un patrón es una semilla de conocimiento que tiene un nombre y transporta la esencia de una solución probada a un problema recurrente dentro de cierto contexto, en medio de intereses en competencia.

Un patrón de diseño describe una estructura que resuelve un problema particular dentro de un contexto específico y en medio de “fuerzas” que pueden tener un impacto en la manera en que se aplica y utiliza el patrón.

Modularidad

Los patrones de arquitectura y diseño de software materializan la modularidad; es decir, el software se divide en componentes con nombres independientes que es posible abordar de forma individual. Estos componentes, llamados módulos, se integran para satisfacer los requisitos del problema.

Nota importante: No debe modularizarse en exceso. La simplicidad de cada módulo pequeño puede verse ensombrecida por la complejidad de la integración.

Un diseño y el programa resultante se modularizan de manera que:

El desarrollo se pueda planear con mayor facilidad.
Se puedan definir y entregar incrementos del software.
Los cambios puedan ajustarse con mayor facilidad.
Las pruebas y la eliminación de errores se puedan conducir con más eficiencia.
El mantenimiento se pueda realizar sin efectos laterales de consideración.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la abstracción de datos en el diseño de software?

Es una colección nombrada de datos que describe un objeto de datos. Se trabaja con ella al avanzar hacia grados de abstracción menores.

¿Qué es un patrón de diseño?

Es una estructura que resuelve un problema particular dentro de un contexto específico, teniendo en cuenta las fuerzas que influyen en su aplicación.

¿Para qué sirve la modularidad en el software?

Permite planear mejor el desarrollo, entregar incrementos, ajustar cambios con facilidad, realizar pruebas más eficientes y mantener el software sin efectos laterales considerables.