Cliente-Servidor, Sala limpia, Ing. en Sistemas

Modelo Cliente - Servidor

Es un modelo de aplicación distribuida en el que las tareas se reparten entre los proveedores de recursos o servicios, llamados servidores, y los demandantes, llamados clientes. Un cliente realiza peticiones a otro programa, el servidor, que le da respuesta. Esta idea también se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora, aunque es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras.

En esta arquitectura la capacidad de proceso está repartida entre los clientes y los servidores, aunque son más importantes las ventajas de tipo organizativo debidas a la centralización de la gestión de la información y la separación de responsabilidades, lo que facilita y clarifica el diseño del sistema.

La separación entre cliente y servidor es una separación de tipo lógico, donde el servidor no se ejecuta necesariamente sobre una sola máquina ni es necesariamente un sólo programa. Los tipos específicos de servidores incluyen los servidores web, los servidores de archivo, los servidores del correo, etc. Mientras que sus propósitos varían de unos servicios a otros, la arquitectura básica  seguirá siendo la misma. Una disposición muy común son los sistemas multicapa en los que el servidor se descompone en diferentes programas que pueden ser ejecutados por diferentes computadoras aumentando así el grado de distribución del sistema.

La red cliente-servidor es aquella red de comunicaciones en la que todos los clientes están conectados a un servidor, en el que se centralizan los diversos recursos y aplicaciones con que se cuenta; y que los pone a disposición de los clientes cada vez que estos son solicitados. Esto significa que todas las gestiones que se realizan se concentran en el servidor, de manera que en él se disponen los requerimientos provenientes de los clientes que tienen prioridad, los archivos que son de uso público y los que son de uso restringido, los archivos que son de sólo lectura y los que, por el contrario, pueden ser modificados, etc. Este tipo de red puede utilizarse conjuntamente en caso de que se esté utilizando en una red mixta.

 CaracteristicasEn la arquitectura C/S el remitente de una solicitud es conocido como cliente. Sus características son:

• Es quien inicia solicitudes o peticiones, tienen por tanto un papel activo en la comunicación (dispositivo maestro o amo).
• Espera y recibe las respuestas del servidor.
• Por lo general, puede conectarse a varios servidores a la vez.
• Normalmente interactúa directamente con los usuarios finales mediante una  interfaz gráfica de usuario.
• Al contratar un servicio de redes, se debe tener en cuenta la velocidad de conexión que le otorga al cliente y el tipo de cable que utiliza, por ejemplo : cable de cobre ronda entre 1 ms y 50 ms.

Al receptor de la solicitud enviada por el cliente se conoce como servidor. Sus características son:

• Al iniciarse esperan a que lleguen las solicitudes de los clientes, desempeñan entonces un papel pasivo en la comunicación (dispositivo esclavo).
• Tras la recepción de una solicitud, la procesan y luego envían la respuesta al cliente.
• Por lo general, aceptan conexiones desde un gran número de clientes (en ciertos casos el número máximo de peticiones puede estar limitado).
• No es frecuente que interactúen directamente con los usuarios finales.

Ventajas

• Centralización del control: los accesos, recursos y la integridad de los datos son controlados por el servidor de forma que un programa cliente defectuoso o no autorizado no pueda dañar el sistema. Esta centralización también facilita la tarea de poner al día datos u otros recursos (mejor que en las redes P2P)..
• Escalabilidad: se puede aumentar la capacidad de clientes y servidores por separado. Cualquier elemento puede ser aumentado (o mejorado) en cualquier momento, o se pueden añadir nuevos nodos a la red (clientes y/o servidores).
• Fácil mantenimiento: al estar distribuidas las funciones y responsabilidades entre varios ordenadores independientes, es posible remplazar, reparar, actualizar, o incluso trasladar un servidor, mientras que sus clientes no se verán afectados por ese cambio (o se afectarán mínimamente). Esta independencia de los cambios también se conoce como encapsulación.
• Existen tecnologías, suficientemente desarrolladas, diseñadas para el paradigma de C/S que aseguran la seguridad en las transacciones, la amigabilidad de la interfaz, y la facilidad de empleo.

 Desventajas

• La congestión del tráfico ha sido siempre un problema en el paradigma de C/S. Cuando una gran cantidad de clientes envían peticiones simultaneas al mismo servidor, puede ser que cause muchos problemas para éste (a mayor número de clientes, más problemas para el servidor). Al contrario, en las redes P2P como cada nodo en la red hace también de servidor, cuantos más nodos hay, mejor es el ancho de banda que se tiene.
• El paradigma de C/S clásico no tiene la robustez de una red P2P. Cuando un servidor está caído, las peticiones de los clientes no pueden ser satisfechas. En la mayor parte de redes P2P, los recursos están generalmente distribuidos en varios nodos de la red. Aunque algunos salgan o abandonen la descarga; otros pueden todavía acabar de descargar consiguiendo datos del resto de los nodos en la red.
• El software y el hardware de un servidor son generalmente muy determinantes. Un hardware regular de un ordenador personal puede no poder servir a cierta cantidad de clientes. Normalmente se necesita software y hardware específico, sobre todo en el lado del servidor, para satisfacer el trabajo. Por supuesto, esto aumentará el coste.
• El cliente no dispone de los recursos que puedan existir en el servidor. Por ejemplo, si la aplicación es una Web, no podemos escribir en el disco duro del cliente o imprimir directamente sobre las impresoras sin sacar antes la ventana previa de impresión de los navegadores.

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Ing. de Sala Limpia

Definición

La ingeniería del Software de sala limpia es un enfoque formal para el desarrollo del Software, que pueda dar lugar a un Software que posea una calidad notablemente alta. Emplea la especificación de estructura de cajas (o métodos formales) para el modelado de análisis y diseño, y hace hincapié en la verificación de la corrección, más que en la comprobación, como mecanismo fundamental para hallar y eliminar errores. Se aplica una comprobación estadística de utilización para desarrollar la información de tasa de fallos necesaria para certificar la fiabilidad del Software proporcionado.

La filosofía de sala limpia es un enfoque riguroso de la ingeniería del Software. Se trata de un modelo de proceso del Software que hace hincapié en la verificación matemática de la corrección, y en la certificación de la fiabilidad del Software. El resultado final son unas tasas de fallo extremadamente bajas, que sería difícil o imposible de conseguir empleando unos métodos menos formales.

Tareas de Sala Limpia

La sucesión de tareas de sala limpia para cada incremento, se manifiesta mediante unos requisitos globales del sistema o producto que se van desarrollando empleando los métodos de ingeniería de sistemas. Una vez que se han asignado una funcionalidad al elemento de Software del sistema el tubo de la sala limpia comienza sus incrementos y se producen las siguientes tareas.

- Planificación de Incrementos: La planificación incremental permite calidad temprana y continua interacción con el usuario. Facilita mejoras de proceso mientras el desarrollo progresa. El acercamiento incremental evita los riesgos inherentes integración tardía en el ciclo de desarrollo.

- Recolección de requisitos: El propósito del proceso del análisis de requisitos es:

1. Definir requisitos para el producto de software, incluyendo función, uso, ambiente, y funcionamiento.
2.  Obtener un acuerdo con el cliente en los requisitos como la base para la función y especificación del uso.

- Especificación de la estructura de cajas: Tres tipos especiales de funciones matemáticas son importantes en el desarrollo a Sala limpia, debido a su correspondencia y correlación en el proceso de descomposición y verificación. Estas funciones son conocidas como la caja negra, la caja de estado y caja limpia. En la estructura de las cajas se pueden aplicar una variedad de estrategias de descomposición, además se puede incluir funcionabilidad y orientación a objeto.

- Diseño Formal: Mediante el uso del enfoque de estructura de cajas, el diseño de sala limpia es una extensión natural y sin discontinuidades de la especificación. Dan los objetivos, los participantes, los criterios de entrada, las tareas, la verificación, las medidas y los criterios comunes de la salida en los procesos, así como elementos de proceso común.

- Verificación de Corrección: El equipo de sala limpia lleva a cabo una serie de rigurosas actividades de verificación de corrección aplicadas primero al diseño y después al código. El propósito del proceso de la verificación de la corrección, es verificar la corrección del incremento del software usando técnicas matemáticas.

- Generación de Código, inspección y verificación: Las especificaciones de estructura de caja que se representan mediante un lenguaje especializado se traducen la lengua de programación mas adecuado. 

- Planificación de la comprobación estadística, Comprobación estadística de utilización y Certificación: El propósito del proceso estadístico de prueba y de certificación es demostrar la aptitud del software para el uso en un experimento estadístico formal. La "aptitud para el uso" se define con respecto a los modelos de uso y a las metas de la certificación empleados en el proceso de prueba. Las metas de certificación, primero establecidas en el plan de medida y refinadas en el plan de prueba de incremento, se pueden expresar en términos tales como índice de confiabilidad del software.

Cajas de sala limpia

Una caja encapsula el sistema con un cierto grado de detalle. Mediante un proceso de refinamiento progresivo, se van refinando las cajas para formar una jerarquía en la cual cada caja tiene una transferencia. Para esto se utilizan tres tipos de cajas:

- Caja Negra: Especifica el comportamiento del sistema, o de una parte de un sistema.

- Caja de Estado: Esta caja encapsula los datos de estados y de servicios (operaciones) de forma análoga a los objetos. En esta vista de especificación, se representan las entradas de la caja de estados y sus salidas.

- Caja Transparente: Las funciones de transición que están implicadas en la caja de estados se definen en la caja transparente.

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Ing. en Sistemas 

 

Una de las principales diferencias de la ingeniería de sistemas respecto a otras disciplinas de ingeniería tradicionales, consiste en que la ingeniería de sistemas no construye productos tangibles. Mientras que los ingenieros civiles podrían diseñar edificios o puentes, los ingenieros electrónicos podrían diseñar circuitos, los ingenieros de sistemas tratan con sistemas abstractos con ayuda de las metodologías de la ciencia de sistemas, y confían además en otras disciplinas para diseñar y entregar los productos tangibles que son la realización de esos sistemas.

Otro ámbito que caracteriza a la ingeniería de sistemas es la interrelación con otras disciplinas en un trabajo transdisciplinario.

La ingeniería de sistemas es la aplicación de las ciencias matemáticas y físicas para desarrollar sistemas que utilicen económicamente los materiales y fuerzas de la naturaleza para el beneficio de la humanidad.
Una definición especialmente completa -y que data de 1974- nos la ofrece un estándar militar de las fuerzas aéreas estadounidenses sobre gestión de la ingeniería (MIL-STD-499B Systems Engineering).

Ingeniería de sistemas es la aplicación de esfuerzos científicos y de ingeniería para:

• Transformar una necesidad de operación en una descripción de parámetros de rendimiento del sistema y una configuración del sistema a través del uso de un proceso interactivo de definición, síntesis, análisis, diseño, prueba y evaluación;

• Integrar parámetros técnicos relacionados para asegurar la compatibilidad de todas las interfaces de programa y funcionales de manera que optimice la definición y diseño del sistema total;

• Integrarse factores de fiabilidad, mantenibilidad, seguridad, supervivencia, humanos y otros en el esfuerzo de ingeniería total a fin de cumplir los objetivos de coste, planificación y rendimiento técnico.

Ingeniería de Sistemas es un conjunto de metodologías para la resolución de problemas mediante el análisis, diseño y gestión de sistemas.
Es el conjunto de recursos humanos y materiales a través de los cuales se recolectan, almacenan, recuperan, procesan y comunican datos e información con el objetivo de lograr una gestión eficiente de las operaciones de una organización.

Campos relacionados:

Muchos de los campos relacionados podrían ser considerados con estrechas vinculaciones a la ingeniería de sistemas. Muchas de estas áreas han contribuido al desarrollo de la ingeniería de sistemas como área independiente.

Sistemas de Información.

Un sistema de información o (SI) es un conjunto de elementos que interactúan entre sí con el fin de apoyar las actividades de una empresa o negocio. No siempre un Sistema de Información debe estar automatizado (en cuyo caso se trataría de un sistema informático), y es válido hablar de Sistemas de Información Manuales. Normalmente se desarrollan siguiendo Metodologías de Desarrollo de Sistemas de Información.

El equipo computacional: el hardware necesario para que el sistema de información pueda operar. El recurso humano que interactúa con el Sistema de Información, el cual está formado por las personas que utilizan el sistema. Un sistema de información realiza cuatro actividades básicas: entrada, almacenamiento, procesamiento y salida de información. es la actualización de datos reales y específicos para la agilizacion de operaciones en una empresa.

Investigación de operaciones:
La investigación de operaciones o (IO) se enseña a veces en los departamentos de ingeniería industrial o de matemática aplicada, pero las herramientas de la IO son enseñadas en un curso de estudio en Ingeniería de Sistemas. La IO trata de la optimización de un proceso arbitrario bajo múltiples restricciones.