La bola de cristal para el software

Integración predecibleABB depende del software para poderentregar soluciones innovadoras a susclientes. Los programas a menudo seejecutan en entornos con rigurosos requisitosde temporización, seguridad,fiabilidad y protección. Los fallos delsoftware en estas aplicaciones resultancaros y pueden tener resultados catastróficos.Aun así, el gran coste que suponedesarrollar programas de alta fiabilidadplantea un reto a todo el sectordel software. La magnitud de los sistemasactuales, por no mencionar los delfuturo, pone en evidencia los grandesinconvenientes de confiar en la verificaciónpara conseguir una alta garantíade seguridad. ABB y el Instituto de Ingenieríade Software (SEI, Software EngineeringInstitute) de la UniversidadCarnegie Mellon han desarrollado unmétodo para garantizar que el comportamientode los sistemas durante eltiempo crítico de ejecución sea predeciblegracias a la construcción misma.Esto reducirá los costes de verificacióny acelerará la comercialización de losnuevos programas con garantía de seguridad.Con frecuencia se ha dicho que los tresprincipios fundamentales de la programaciónson modularidad, modularidady modularidad. Pronto se dirá tambiénque los tres principios fundamentalesde la ingeniería del software son restricción,restricción y restricción.Las restricciones están en el núcleo detodas las disciplinas de ingeniería. Todonuevo problema técnico puede presentardesafíos singulares, pero el ingenieroespecializado sabe cómo reducirlos nuevos problemas a una forma enque sean resolubles con técnicas probadasy bien definidas. Estas técnicasimponen restricciones tanto al problemapor resolver como a la forma que1Lenguaje de contenedoresConector estándarComponente de softwareInterfaz estímuloCódigo de clienteComponente estándarde interfaz de tiempode ejecuciónRestricciones ala interacciónEntorno del tiempo de ejecucióndel componentePlataforma (hardware/OS)pueden adoptar las soluciones. La pérdidade libertad que imponen las restriccionesse compensa sobradamente,ya se hace posible resolver de formarutinaria y predecible clases completasde problemas.En ingeniería de software, la cuestión amenudo no está en los programas ensí, sino en las redes de programasinteractivos a gran escala. A esta escalasurgen desafíos técnicos que van muchomás allá de la corrección funcional(el texto de la programación) y abarcancalidades no funcionales igualmentecruciales (a veces llamados “atributosde calidad”), tales como seguridad, rendimiento,disponibilidad, tolerancia alos fallos, etc. Un reto esencial para lainvestigación en ingeniería de softwarees proporcionar los medios para quelos ingenieros construyan rutinariamentesistemas que tengan una calidad nofuncional predecible. En consecuencia,estas técnicas imponen restricciones aldiseño de los sistemas futuros de software.Este artículo muestra cómo pueden introducirse“restricciones inteligentes”en la práctica del desarrollo del softwarepara que los sistemas de programaspresenten una calidad predecible. Sepueden integrar restricciones inteligentesen la infraestructura del softwarepara que los sistemas sean predeciblespor construcción; los ensayos de verificaciónde la calidad del software puedentener sus días contados. Además,la predecibilidad por construcción sepuede utilizar para imponer estándaresde calidad objetivos y mensurables parael software de terceros; estos estándarestienen gran utilidad predictiva.Predecible por construcciónEl enfoque adoptado en este artículo sebasa en dos premisas:Propiedades certificadasContenedores prefabricadosInterfaz estándarSólo comportamiento reactivoCiclo de vida estándarTiempo estándar de ejecución1) Las restricciones inteligentes conducena sistemas con cualidades detiempo de ejecución predecibles.2) La tecnología de componentes empaquetarestricciones que hacen predeciblepor construcción el software.Presentamos algunas ideas que ayudarána comprender el sentido de estaspremisas: una cualidad de tiempo deejecución se ha de definir en términosde observaciones que puedan efectuarsesobre trazas de ejecución. Una cualidadde tiempo de ejecución es predeciblesi existe, y sólo si existe, una teoría(regla) que prevea futuras observaciones.El aspecto crucial aquí es que lacalidad se define en relación con unateoría predictiva y que esta teoría ha degenerar confianza sobre las prediccionesdeducidas de la misma.Esta idea no es nueva, ni en la cienciani en el software. El comportamientode temporización de un sistema desoftware puede ser predecible aplicandola teoría de programación monotónicade velocidad generalizada o teoríade colas de espera en tiempo real. Ambasteorías (en general, todas las teorías)establecen suposiciones sobre lossistemas que son su objeto, y todo sistemaque satisfaga estas suposicioneses predecible en estas teorías. Las restriccionesinteligentes garantizan lasatisfacción de estas suposiciones, esdecir, son inteligentes porque se basanen teorías predictivas.Una cosa es definir una restricción inteligentey otra muy distinta garantizar elcumplimiento de la misma. En 1 sedescribe un lenguaje de tecnología decomponentes recurrentes que es particularmenteeficaz para empaquetar restriccionesinteligentes.En este lenguaje, el software personalizadose despliega en contenedores prefabricados[1]. Un contenedor restringela visibilidad del código específico haciasu entorno externo, y la visibilidaddesde el entorno externo hacia el códigoespecífico. Diferentes tipos de contenedorespueden desempeñar funcionesdistintas en un esquema de coordinaciónglobal (definido por la arquitectura).En este lenguaje, un componentedel software es un contenedor combinadocon un código específico. Loscomponentes son rigurosamente reactivos:sólo reaccionan a los estímulos recibidospor la interfaz del contenedor ysólo responden a través de dicha interfaz.Un entorno de tiempo de ejecuciónde componentes proporciona mecanismosde coordinación (o “conectores”) eimplementa otros criterios para la ges-50 Revista ABB 2/2005