©Ian Sommerville 2004 Software Engineering, 7th edition. Chapter 1

Sistemas Sociotécnicos – Capítulo 2

Curso de Ing. de Software – FIIS UNAC

Ing. Eddie Malca Vicente

“Hagamos historia, no simples backups“

Objetivos

Explicar lo que es un sistema socio-técnico y la distinción entre este y un sistema técnico informático.

Introducir el concepto de propiedades emergentes del sistema, tales como la fiabilidad y la seguridad.

Explicar las actividades implicadas en el proceso de la ingeniería de sistemas.

Explicar por qué el contexto organizacional de un sistema afecta a su diseño y uso.

Examinar los “sistemas legados” y el por qué estos son críticos para muchas empresas.

Tópicos Expuestos

Propiedades emergentes del sistema. Ingeniería de sistemas. Organizaciones, personas y sistemas informáticos. Sistemas heredados.

¿Qué es un sistema?

Una colección intencionada de componentes interrelacionados que trabajan juntos para lograr objetivos comunes.

Un sistema puede incluir el software, hardware mecánico, eléctrico y electrónico y ser manejado por personas.

Los componentes del sistema dependen de otroscomponentes del sistema.

Las propiedades y el comportamiento de los componentes del sistema están inextricablemente entremezclados.

Categorías de Sistemas

Sistemas técnico - informáticos- Sistemas que incluyen hardware y software, pero donde

los operadores y los procesos operativos normalmente no son considerados como parte del sistema. El sistema no es auto-consciente.

Sistemas socio-técnicos- Sistemas que incluyen sistemas técnicos, y también

procesos operativos y personas que usan e interactúan con el sistema técnico. Los sistemas socio-técnicos se rigen por las políticas y normas organizacionales.

Características del Sistema socio-técnico

Propiedades emergentes- Propiedades del sistema de un todo que dependen de los

componentes del sistema y sus relaciones. No-determinista

- No siempre producen el mismo resultado cuando se presenta la misma entrada, porque el comportamiento de los sistemas es parcialmente dependiente de los operadores humanos.

Complejas relaciones con los objetivos organizacionales- La medida en que el sistema organizacional respalda los

objetivos no sólo depende del propio sistema.

Propiedades emergentes

Propiedades del sistema en su conjunto y no las propiedades que se pueden derivar de las propiedades de los componentes de un sistema.

Las propiedades emergentes son una consecuencia de las relaciones entre los componentes del sistema.

Por lo tanto, sólo pueden ser evaluados y medidos una vez que los componentes se han integrado al sistema.

Ejemplos de propiedades emergentes

Property D e s c r i p t i o n

V o l u m e T h e v o l u m e o f a s y s t e m ( t h e t o t a l s p a c e o c c u p i e d ) v a r i e s d e p e n d i n g o n h o w t h ec o m p o n e n t a s s e m b l i e s a r e a r r a n g e d a n d c o n n e c t e d .

R e l i a b i l i t y S y s t e m r e l i a b i l i t y d e p e n d s o n c o m p o n e n t r e l i a b i l i t y b u t u n e x p e c t e d i n t e r a c t i o n s c a nc a u s e n e w t y p e s o f f a i l u r e a n d t h e r e f o r e a f f e c t t h e r e l i a b i l i t y o f t h e s y s t e m .

S e c u r i t y T h e s e c u r i t y o f t h e s y s t e m ( i t s a b i l i t y t o r e s i s t a t t a c k ) i s a c o m p l e x p r o p e r t y t h a tc a n n o t b e e a s i l y m e a s u r e d . A t t a c k s m a y b e d e v i s e d t h a t w e r e n o t a n t i c i p a t e d b y t h es y s t e m d e s i g n e r s a n d s o m a y d e f e a t b u i l t - i n s a f e g u a r d s .

R e p a i r a b i l i t y T h i s p r o p e r t y r e f l e c t s h o w e a s y i t i s t o f i x a p r o b l e m w i t h t h e s y s t e m o n c e i t h a s b e e nd i s c o v e r e d . I t d e p e n d s o n b e i n g a b l e t o d i a g n o s e t h e p r o b l e m , a c c e s s t h e c o m p o n e n t st h a t a r e f a u l t y a n d m o d i f y o r r e p l a c e t h e s e c o m p o n e n t s .

U s a b i l i t y T h i s p r o p e r t y r e f l e c t s h o w e a s y i t i s t o u s e t h e s y s t e m . I t d e p e n d s o n t h e t e c h n i c a ls y s t e m c o m p o n e n t s , i t s o p e r a t o r s a n d i t s o p e r a t i n g e n v i r o n m e n t .

Tipos de propiedades emergentes

Propiedades funcionales

- Estas aparecen cuando todas las partes de un sistema trabajan juntas para lograr algún objetivo. Por ejemplo, una bicicleta tiene la propiedad funcional de ser un dispositivo de transporte una vez que se ha montado a partir de sus componentes.

Propiedades emergentes no funcionales- Ejemplos de ellas son la fiabilidad, el rendimiento, la protección

y la seguridad. Estos se relacionan con el comportamiento del sistema en su entorno operativo. A menudo son críticos para sistemas informáticos pues la falta de alcanzar un cierto nivel definido mínimo en estas características puede hacer el sistema inutilizable.

Debido a las inter-dependencias de los componentes, las fallas pueden ser propagadas a través del sistema.

Los fallos de los sistemas a menudo se producen a causa del imprevisto de las relaciones entre sus componentes.

Probablemente es imposible anticipar todas las posibles relaciones de los componentes.

Las medidas de fiabilidad del software pueden dar un falso panorama de la fiabilidad del sistema.

La fiabilidad del sistema de ingeniería

Fiabilidad del hardware

- Cuál es la probabilidad de que un componente de hardware falle y cuánto tiempo se tarda en la reparación de este componente?

Fiabilidad del software

- Cuán probable es que un componente de software produzca una salida incorrecta. El fallo de software suele ser distinto del fallo de hardware en el que el software no se involucra.

Operador de fiabilidad

- Cuán probable es que el operador de un sistema cometa un error?

Influencias en la fiabilidad

Fiabilidad de las relaciones

Fallo de hardware puede generar falsas señales que están fuera del alcance de los aportes esperados por el software.

Los errores de software pueden causar la activación de alarmas que provocan el estrés del operador y hacerlo propenso a cometer errores.

El entorno en el que se ha instalado un sistema puede afectar a su fiabilidad.

Características que no debe mostrar el sistema

Propiedades tales como el rendimiento y la fiabilidad pueden ser medidos.

Sin embargo, algunas son propiedades que el sistema no debe exhibir plenamente:- Protección - el sistema no debe comportarse de forma no

segura;- Seguridad - el sistema no debe permitir el uso no

autorizado. La medición o evaluación de estas propiedades es muy difícil.

Ingeniería de sistemas

Especificación, diseño, implementación, validación, despliegue y mantenimiento de los sistemas socio-técnicos.

Concerniente a todos los servicios prestados por el sistema, las limitaciones en su construcción y funcionamiento y las formas en que se utiliza.

El proceso de ingeniería de sistemas

Por lo general, sigue un modelo en "cascada“ debido a la necesidad de un desarrollo paralelo de las diferentes partes del sistema- Poco margen para iteración entre fases debido a que los

cambios en el hardware son muy costosos. El software puede que tenga que compensar los problemas de hardware.

Inevitablemente implica ingenieros de diferentes disciplinas que deben trabajar juntos- Muchas posibilidades de malentendido. Diferentes disciplinas

utilizan un vocabulario distinto y mucha negociación es necesaria. Los ingenieros pueden tener agendas personales que cumplir.

El proceso de ingeniería de sistemas

Participación interdisciplinaria

Definición de los requerimientos del sistema

Tres tipos de requerimientos definidos en esta etapa- Resumen de exigencias funcionales. Las funciones del

sistema se definen de manera abstracta;- Propiedades del sistema. Los requerimientos no

funcionales para el sistema en general son definidos;- Características indeseables. Se especifica el

comportamiento inaceptable del sistema. También debe definir los objetivos generales de la

organización para con el sistema.

Objetivos del sistema

Debe definir por qué un sistema se está empleando para un ambiente en particular.

Objetivos funcionales- Construir un sistema de alarma contra incendios e

intrusos para el edificio que proporcione avisos de fuego y de intrusiones no autorizadas tanto internas como externas.

Objetivos organizacionales- Asegurar que el funcionamiento normal de los trabajos

realizados en el edificio no se interrumpa por eventos como el fuego e intrusión no autorizada.

Problemas con los requerimientos del sistema

Sistemas complejos se desarrollan normalmente para abordar “problemas traviesos”- Problemas que no se comprenden totalmente;- La verdadera naturaleza de éstos emerge sólo

cuando se desarrolla una solución. Deben anticiparse al desarrollo de comunicaciones de

hardware durante toda la vida útil del sistema. Dificultad de definición de los requisitos no funcionales

(particularmente) sin conocer la estructura de los componentes del sistema.

El proceso de diseño del sistema

Dividir requerimientos- Organizar los requerimientos en grupos afines.

Identificar sub-sistemas- Identificar un conjunto de sub-sistemas que

colectivamente cumplan con los requerimientos. Asignar requerimientos a los subsistemas

- Causa problemas particulares cuando se integran COTS. Especificar la funcionalidad de los subsistemas. Definir las interfases del subsistema

- Actividad crítica para el desarrollo paralelo de sub-sistemas.

El sistema de proceso de diseño

Problemas de diseño del sistema

La división de requerimientos a componentes hardware, software y humanos requiere mucha.

Los problemas difíciles del diseño se asumen a menudo para ser solucionados fácilmente usando software.

Plataformas de hardware pueden ser inapropiadas para los requerimientos del software, así que el software debe compensar ello.

Requerimientos y Diseño

La ingeniería de requerimientos y diseño del sistema están inextricablemente unidos.

Las limitaciones planteadas por el entorno del sistema y otras limitantes del diseño del mismo hacen de la elección del diseño un requerimiento.

Diseños iniciales puede ser necesarios para estructurar los requisitos.

A medida que el diseño se efectúa, se aprende más acerca de los requerimientos del sistema.

Modelo espiral de requerimientos y diseño

Modelado del sistema

Un modelo arquitectónico representa una visión abstracta de la composición del sistema en sub-sistemas.

Pueden incluir los principales flujos de información entre sub-sistemas.

Suele presentarse como un diagrama de bloques. Puede identificar diferentes tipos de componentes funcionales

en el modelo.

Sistema de alarma

Descripción de los sub-sistemas

La arquitectura del sistema ATC

Desarrollo de sub-sistemas

Típicamente, proyectos paralelos desarrollando hardware, software y comunicaciones.

Puede implicar el consecuente uso de sistemas COTS (Commercial-Off The Shelf).

Falta de comunicación a través de los equipos de implementación.

La propuesta de cambios en el sistema es lenta y burocrática, lo que significa que la agenda en el desarrollo debe extenderse debido a la necesidad de trabajar nuevamente.

Proceso de integrar hardware, software y personas en un sistema.

Debe abordarse incrementalmente para que así los sub-sistemas se integren uno por vez.

Los problemas de interconexión entre sub-sistemas se encuentran generalmente en esta etapa.

Pueden ser problemas con entregas descoordinadas por componentes del sistema.

Integración de sistemas

Después de haber sido completado, el sistema tiene que ser instalado en el entorno del cliente- Los supuestos manejados del entorno pueden ser

incorrectos;- La resistencia a la introducción de un nuevo sistema

puede ser humana;- Los sistemas puede que tengan que coexistir con

sistemas alternativos por algún tiempo;- Puede darse lugar a problemas físicos de instalación (por

ejemplo, problemas de cableado);- El entrenamiento del operador tiene que haberse

identificado.

La instalación del sistema

Evolución del sistema

Grandes sistemas tienen una larga vida. Deben evolucionar para satisfacer las necesidades cambiantes.

La evolución es inherentemente costosa- Los cambios deben ser analizados desde una perspectiva

técnica y comercial;- Los sub-sistemas interactúan de cierta manera, de modo que

pueden surgir problemas imprevistos;- Pocas veces existe una justificación de las decisiones de

diseño original;- La estructura del sistema se corrompe a medida que se

realizan cambios a la misma. Los sistemas existentes que deben mantenerse a veces se llaman

sistemas heredados o legados.

Desarme del sistema

Tomar al sistema como fuera de servicio después de su periodo de vida útil.

Puede requerir la remoción de materiales que contaminen el entorno (ejemplo, químicos peligrosos)- Debe planificarse en el diseño del sistema mediante

encapsulamiento. Puede requerir reestructuración y conversión de datos para ser

utilizados en algún otro sistema.

Organizaciones / personas / sistemas

Los sistemas socio-técnicos son sistemas organizacionales que ayudan a cumplir algunos objetivos de organización o negocio.

Si usted no entiende el entorno organizacional en el que un sistema se utiliza, el sistema tiene menos probabilidades de satisfacer las necesidades reales de la empresa y sus usuarios.

Factores humanos y organizativos

Cambios en el proceso- Son requeridos cambios al proceso de trabajo en el entorno

por el sistema?

Cambios de trabajo

- El sistema hace que los usuarios pierdan habilidades en un entorno o es la causa para que cambien su modo de trabajo?

Cambios en la organización

- El sistema cambia la estructura de poder político dentro de una organización?

Los procesos organizacionales

Los procesos de la ingeniería de sistemas se superponen e interactúan con los procesos de la organización.

Procesos operativos son los procesos que intervienen en la utilización del sistema para lograr su propósito intencionado. Para los nuevos sistemas, estos tienen que ser definidos como parte del diseño del sistema.

Los procesos operativos deben estar diseñados para ser flexibles y no deberían obligar a las operaciones a que se realicen de una manera particular. Es importante que los operadores puedan utilizar su iniciativa, si surgen problemas.

Procesos de desarrollo y consecuencias

Adquisición del sistema

La adquisición de un sistema se da por la necesidad del mismo para una organización.

Alguna especificación del sistema y diseño de la arquitectura suele ser necesaria antes de la adquisición- Usted necesita una especificación para hacer un contrato para

el desarrollo del sistema- La especificación puede permitir que usted compre un sistema

comercial (COTS). Casi siempre es más barato que el desarrollo de un sistema desde cero

Grandes sistemas complejos normalmente consisten en una mezcla de productos comerciales y componentes especialmente diseñados. Los procesos de adquisición de estos diferentes tipos de componentes son generalmente diferentes.

Proceso de adquisición del sistema

Cuestiones de adquisición

Los requerimientos pueden tener que ser modificados para que coincidan con las capacidades de un sistema comercial disponible.

La especificación de los requerimientos puede ser parte del contrato para el desarrollo del sistema.

Normalmente hay un período de negociación del contrato de acuerdo a los cambios después de que el contratista para construir un sistema, ha sido seleccionado.

Contratistas y subcontratistas

La adquisición de grandes sistemas de hardware y software se basa generalmente en torno a algún contratista principal.

Los sub-contratos se tipifican a otros proveedores para el suministro de partes del sistema.

El cliente está en estrecho contacto con el contratista principal y no trata directamente con los subcontratistas.

Modelo Contratista / Sub-contratista

Sistemas heredados

Sistemas socio-técnicos que se han desarrollado utilizando tecnología obsoleta o antigua.

Crucial para el funcionamiento de una empresa y con frecuencia es demasiado arriesgado el descartar estos sistemas- Sistema de contabilidad de los clientes del Banco;- Sistema de mantenimiento de aeronaves.

Limitan nuevos procesos de negocio y consumen una alta proporción de los presupuestos de la empresa.

Componentes de los sistemas heredados

Componentes de sistemas heredados

Hardware - puede ser obsoleto el hardware de unidad central. Software de apoyo - podrán contar con el apoyo de los

proveedores de software que ya no están en los negocios. Software de aplicación - podrán estar escritos en lenguajes de

programación obsoletos. Datos de aplicación - a menudo incompleta e incoherente. Procesos de negocio - puede ser limitado por la estructura y

funcionalidad de software. Las políticas de negocio y las reglas - pueden ser implícitas y

arraigadas en el software del sistema.

Modelo de capas en un sistema heredado

Puntos clave

Sistemas socio-técnicos incluyen hardware, software y personas y están diseñadas para cumplir con algunos objetivos de negocio.

Propiedades emergentes son propiedades que son características del sistema en su conjunto y no sus componentes.

El proceso de ingeniería de sistemas incluye la especificación, diseño, desarrollo, integración y pruebas. La integración del sistema es particularmente crítica.

Puntos clave

Factores organizativos y humanos tienen un efecto significativo sobre el funcionamiento de los sistemas socio-técnicos.

Existen complejas interacciones entre el proceso de adquisición del sistema, el desarrollo y funcionamiento.

Un sistema heredado es un sistema antiguo que sigue prestando los servicios esenciales.

Sistemas incluyen los procesos de negocio, software de aplicación, software de apoyo y hardware del sistema.

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Sistemas Sociotécnicos – Capítulo 2

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