Diseño Modular- Diseño De Sistemas

 ¿Qué es el diseño modular?

En la fase de diseño del ciclo de vida de un programa, la solución a un problema suele venir dada por un programa representado por un módulo principal, el cual se descompone en subprogramas(sub módulos), los cuales, a su vez, también se pueden fraccionar, y así sucesivamente, es decir, el problema se resuelve de arriba hacia abajo. A este método se le denomina diseño modular o descendente (top-down).

«La modularidad en el diseño» — es el diseño basado en la modulación reticular de espacios que permitan optimizar el tiempo de construcción y debido a que son transportables, desarmables y re-organizables permiten impulsar múltiples funcionalidades y su reutilización al generarles un nuevo uso diferente al que fueron fabricados.

Un sistema modular se puede caracterizar por los siguientes párrafos:

 Partición funcional en discretas módulos escalables y reutilizables que consiste en aislados, autónomos elementos funcionales

 Uso riguroso de interfaces modulares bien definidas, incluyendo descripciones orientado a objetos de la función del módulo

 Facilidad de cambio lograr transparencia tecnología y, a la medida de lo posible, hacer uso de estándares industriales para interfaces clave.

 Además de la reducción en los costos (debido a una menor personalización, y menos tiempo de aprendizaje).

 la flexibilidad en el diseño, la modularidad ofrece otros beneficios como al incrementar (la adición de una nueva solución con sólo conectar un nuevo módulo), y la exclusión.

Ejemplo

Aplicación para el diseño modular de sistemas distribuidos de control.

El diseño modular propone dividir el sistema en partes diferenciadas y definir sus interfaces. Sus ventajas: claridad, reducción de costos y reutilización

Los pasos a seguir son:

1. Identificar los módulos.

2. Describir cada módulo.

3. Describir las relaciones entre módulos.

 Descomposición modular.

La descomposición modular es un método de diseño proporciona un mecanismo sistemático para descomponer el problema en sub problemas, reducirá la complejidad de todo el problema, consiguiendo de esta manera una solución modular efectiva.

Capacidad de descomposición modular. Si un método de diseño proporciona un mecanismo sistemático para descomponer el problema en sub problemas, reducirá la complejidad de todo el problema, consiguiendo de esta manera una solución modular efectiva.

Capacidad de empleo de componentes modulares. Si un método de diseño permite ensamblar los componentes de diseño (reusables) existentes en un sistema nuevo, producirá una solución modular que no inventa nada ya inventado.

Capacidad de comprensión modular. Si un módulo se puede comprender como una unidad autónoma (sin referencias a otros módulos) será más fácil de construir y de cambiar.

Continuidad modular. Si pequeños cambios en los requisitos del sistema provocan cambios en los módulos individuales, en vez de cambios generalizados en el sistema, se minimizará el impacto de los efectos secundarios de los cambios.

Protección modular. Si dentro de un módulo se produce una condición aberrante y sus efectos se limitan a ese módulo, se minimizará el impacto de los efectos secundarios inducidos por los errores.

Finalmente, es importante destacar que un sistema se puede diseñar modularmente, incluso aunque su implementación deba ser «monolítica». Existen situaciones (por ejemplo, software en tiempo real, software empotrado) en donde no es admisible que los subprogramas introduzcan sobrecargas de memoria y de velocidad por mínimos que sean (por ejemplo, subrutinas, procedimientos). En tales situaciones el software podrá y deberá diseñarse con modularidad como filosofía predominante.

Una descomposición modular debe poseer ciertas cualidades mínimas para que se pueda considerar suficiente validad.

1. Independencia funcional.

2. Acoplamiento.

3. Cohesión.

4. Comprensibilidad.

5. Adaptabilidad.

El código se puede desarrollar «en línea». Aunque el código fuente del programa puede no tener un aspecto modular a primera vista, se ha mantenido la filosofía y el programa proporcionará los beneficios de un sistema modular.

Descomposición Modular: Independiente Funcional

Al final de los documentos ADD y DDD debe haber una matriz requisitos/componentes. En principio, cada función será realizada en un módulo distinto. Si las funciones son independientes los módulos tendrán independencia funcional.

Cada módulo debe realizar una función concreta o un conjunto de funciones afines. Es recomendable reducir las relaciones entre módulos al mínimo.

Para medir la independencia funcional hay dos criterios: acoplamiento y cohesión.

Descomposición Modular: Acoplamiento

El grado de acoplamiento mide la interrelación entre dos módulos, según el tipo de conexión y la complejidad de la interface:

Fuerte

 Por contenido, cuando desde un módulo se pueden cambiar datos locales de otro

 Común, se emplea una zona común de datos a la que tienen acceso varios módulos

 Moderado

 De control, la zona común es un dispositivo externo al que están ligados los módulos, esto implica que un cambio en el formato de datos afecta a todos estos módulos

 Por etiqueta, en intercambio de datos se realiza mediante una referencia a la estructura completa de datos (vector, pila, árbol, grafo, …)

Débil

 De datos, viene dado por los datos que intercambian los módulos. Es el mejor posible

 Sin acoplamiento directo, es el acoplamiento que no existe

Descomposición Modular: Cohesión

Es necesario lograr que el contenido de cada módulo tenga la máxima coherencia. Para que el nº de módulos no sea demasiado elevado y complique el diseño se tratan de agrupar elementos afines y relacionados en un mismo módulo.

Alta

 cohesión abstraccional, se logra cuando se diseña el módulo como tipo abstracto de datos o como una clase de objetos

 cohesión funcional,

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