La ingeniería de sistemas propone
un enfoque multidisciplinario para el desarrollo de productos de alta complejidad.
Para evitar la existencia de un
número excesivo de técnicas de modelado y herramientas, la industria ha tomado
la iniciativa de estandarizar las técnicas de modelado de la ingeniería de
sistemas, proponiendo la notación y semántica para los siguientes tipos de
modelos: estructurales, comportamiento, requisitos y paramétricos.
La ingeniería de sistemas surge a
mediados del siglo XX para permitir un enfoque multidisciplinar en el desarrollo de productos de alta complejidad. Aunque su aplicación en los comienzos fue
en grandes proyectos del sector de defensa y aeroespacial, actualmente la
diversidad de productos de alta complejidad: teléfonos
móviles, sistemas del automóvil y robots
industriales, ha supuesto un mayor campo de aplicación de la ingeniería de
sistemas, cuyos aspectos comunes con la dirección de proyectos no se debe obviar.
En sus primeros tiempos y
actualmente, la ingeniería de sistemas estaba orientada a la documentación. Es
decir los ingenieros de sistemas al desarrollar un producto documentaban éste
utilizando descripciones textuales y cálculos en un conjunto de documentos de
especificaciones y diseño,
completando éstos con planos para describir la arquitectura física del
producto.
La anterior aproximación tenía como
consecuencias la dificultad de mantener la documentación al día, la ambigüedad
del lenguaje natural para describir problemas de ingeniería y la dificultad de la evaluación rigurosa de las
soluciones escogidas.
Actualmente la ingeniería de
sistemas esta cambiando su orientación a un enfoque orientado a los modelos,
que describen el sistema según diferentes puntos de vista y utilizando
notaciones diversas. Este enfoque conlleva las siguientes ventajas:
•
Los modelos
son un medio de comunicación con los clientes,
usuarios y fabricantes,
•
permiten mantener
la integridad del sistema mediante
la coordinación de las actividades de diseño,
• ayudan a diseñar
suministrando plantillas, y organizando y registrando las decisiones,
•
y permiten
explorar y manipular los parámetros y características de la solución,
guiando en la agregación y descomposición de las funciones del sistema,
sus componentes y elementos constructivos.
Para evitar la existencia de un
número excesivo de técnicas de modelado y herramientas, la industria ha tomado
la iniciativa de estandarizar las técnicas de modelado de la ingeniería de
sistemas, proponiendo la notación y semántica para los siguientes tipos de
modelos: estructurales, comportamiento, requisitos y paramétricos.
EL ESTANDAR SYSML DE MODELADO
DE SISTEMAS
SysML es una notación de modelado
para la ingeniería de sistemas. SysML es el resultado de una iniciativa de los
profesionales y la industria que en el año 2001 tomaron la decisión de adaptar la notación UML (“Unified Modeling
Language”) [5] de uso en aplicaciones software, en una notación más general que sirva para el desarrollo de cualquier tipo de sistemas.
SysML tiene como objetivo
proporcionar técnicas de modelado de una gran variedad de sistemas entre los
que se incluyen equipos físicos, software, datos, personas, procedimientos e
instalaciones.
SysML no contempla específicamente
la dirección de proyectos de ingeniería de sistemas. Es decir aspectos como la
planificación, gestión de riesgos y gestión de la configuración no están
contemplados.
Los diagramas soportados en el estándar
de SysML son los identificados a continuación:
·
Diagrama
de casos de uso que describe la utilización del sistema por otros sistemas, dispositivos o usuarios.
·
Diagrama de clases que define los elementos del
sistema y sus relaciones.
·
Diagramas
de montaje. Este diagrama describe el sistema como un conjunto de partes con responsabilidades específicas dentro del todo.
·
Diagrama paramétrico. Este diagrama ofrece
la posibilidad de integrar los diagramas de montaje del sistema o subsistemas con
el análisis de ingeniería, que actualmente es soportado por diversas aplicaciones software comerciales. Las restricciones se aplican a propiedades del sistema.
·
Diagrama de actividad
que muestra el comportamiento o funcionalidad del sistema como flujos
de control entre
las actividades que realizan las diferentes partes
del sistema.
·
Diagramas
de interacción incluyen el diagrama de secuencia, el diagrama de vista general de la interacción y el diagrama
temporal.
·
Diagramas
de estados, que son utilizados para modelar comportamiento discreto utilizando máquinas
de estados.
PPOOA UNA METODOLOGÍA PARA LA ARQUITECTURA DE SISTEMAS
PPOOA (“Pipelines of Processes in Object Oriented
Architectures”) es un estilo de arquitectura
de sistemas de tiempo real e intensivos en software [1]. Los sistemas de tiempo
real se consideran aquellos donde el no cumplimiento de los requisitos
temporales es tan crítico como el no cumplimiento de los requisitos funcionales.
PPOOA está basado en el paradigma
de la “cadena de producción” donde los diferentes procesos software van
actuando sobre los datos en secuencia, y transforman o procesan dichos datos,
de modo similar a una cadena de producción donde diferentes operarios o máquinas
procesan o ensamblan un producto.
Las arquitecturas orientadas a las
“tuberías de procesos” se emplean en diversos sistemas de tiempo real, entre
los que se incluyen los sistemas de control de tráfico aéreo y los SCADAs
(Supervisory Control and Data Acquisition) utilizados en la monitorización de
plantas de generación de energía
y en sistemas de abastecimiento de agua, gas y electricidad
.
Los elementos constructivos típicos
de estas arquitecturas son los componentes o lugares de cómputo y los mecanismos de coordinación que hacen el papel de tuberías y válvulas lógicas
en las interacciones entre componentes. Los mecanismos de coordinación
controlan la sincronización y comunicación de información entre los componentes
de la arquitectura del sistema.
En PPOOA se modela la estructura y
comportamiento del sistema con dos tipos de diagramas: diagramas de
arquitectura y CFAs (Causal Flow of Activities), que son diagramas de flujos
causales de eventos representados con
diagramas de actividad de UML.
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