Analisis de sistemas. Diseño y Metodos Whitten 7ma PDF

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Cap-16.indd 1570 7/2/08 19:57:28 8/2/08 15:05:40 Análisis de sistemas: diseño y métodos Cap-00.indd Sec1:i Cap-00.indd Sec1:ii 8/2/08 15:05:42 Análisis de sistemas: diseño y métodos Jeffrey L. Whitten Lonnie D. Bentley Purdue University West Lafayette, IN Con la contribución de Gary Randolph, Purdu...

Description

Análisis de sistemas: diseño y métodos

Lonnie D. Bentley Purdue University West Lafayette, IN Con la contribución de Gary Randolph, Purdue University

SÉPTIMA EDICIÓN Revisión técnica: Mayra Rico Valdovinos Profesora de cátedra de Organización computacional, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Ciudad de México

Miguel Alejandro Orozco Malo Profesor de cátedra de Análisis y diseño de algoritmos, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Ciudad de México

MÉXICO • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • LISBOA • MADRID NUEVA YORK • SAN JUAN • SANTIAGO • SÃO PAULO • AUCKLAND • LONDRES • MILÁN MONTREAL • NUEVA DELHI • SAN FRANCISCO • SINGAPUR • SAN LUIS • SIDNEY • TORONTO

Análisis de sistemas: diseño y métodos

Jeffrey L. Whitten

Director Higher Education: Miguel Ángel Toledo Castellanos Director editorial: Ricardo Alejandro del Bosque Alayón Editor sponsor: Jesús Mares Chacón Editor de desarrollo: Edmundo Carlos Zúñiga Gutiérrez Supervisor de producción: Zeferino García García Traductores: M. Elizabeth Treviño R., Raúl Arrioja Juárez y Jorge L. Blanco y Correa M.

ANÁLISIS DE SISTEMAS: DISEÑO Y MÉTODOS Séptima edición Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, por cualquier medio, sin la autorización escrita del editor.

DERECHOS RESERVADOS © 2008 respecto a la tercera edición en español por McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. de C.V. A Subsidiary of The McGraw-Hill Companies, Inc. Prolongación Paseo de la Reforma 1015, Torre A, Piso 17, Colonia Desarrollo Santa Fe, Delegación Álvaro Obregón, C.P. 01376, México, D.F. Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Reg. Núm. 736 ISBN-10: 970-10-6614-6 ISBN-13: 978-970-10-6614-0 (ISBN: 970-10-4283-2 anterior)

Traducido de la séptima edición en inglés de: SYSTEMS ANALYSIS & DESIGN METHODS Copyrigt © MMVII by The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. 0-07-305233-7

0123456789

09765432108

Impreso en México

Printed in Mexico

–Lonnie Para mi padre. Tú me inculcaste la ética laboral, la perseverancia y la curiosidad de conocimiento que ha hecho posible este libro. –Jeff

Dedicatoria

Para mi adorable esposa Cheryl y mis hijos Robert, Heath y Coty. Para mi coautor y buen amigo Jeff y nuestros veinte años de escribir juntos.

Prefacio

> Público objetivo Análisis de sistemas: diseño y métodos, séptima edición, pretende apoyar uno o más cursos sobre desarrollo de sistemas de información. Estos cursos normalmente son impartidos en los programas de Sistemas de Información y cursos optativos de programas de Administración a partir del segundo año, o en cursos de posgrado. Recomendamos que los alumnos tomen un curso básico de computación (sistemas de información) antes de utilizar este texto. Aunque no sea requerido o se dé por supuesto, un curso sobre programación puede mejorar considerablemente la experiencia de aprendizaje que proporciona este libro de texto.

> Por qué escribimos este libro Más que nunca, los estudiantes de hoy están “orientados al consumidor”, debido, en parte, a la cambiante economía mundial, que promueve la calidad, la competencia y la actualización profesional. Ellos esperan salir de un curso con más que un grado y una promesa de que algún día apreciarán lo que han aprendido. Quieren “practicar” la aplicación de los conceptos, no sólo estudiar las aplicaciones de conceptos. Escribimos este libro: 1) para equilibrar la comprensión de conceptos, herramientas, técnicas y su aplicación; 2) proporcionar la mayor cantidad de ejemplos posible de diseño y análisis de sistemas disponibles en cualquier libro, y 3) equilibrar la comprensión de métodos clásicos con los métodos modernos de desarrollo de sistemas de información. Hemos escrito este libro en un tono de diálogo. Este método (y los diversos ejemplos) proporcionan un texto integral que conecta con el alumno a lo largo del proceso de aprendizaje. Además, nuestra meta es servir al lector al proporcionar referencias profesionales sobre las mejores prácticas actuales, que le sirvan más adelante. Esta nueva edición de Análisis de sistemas: diseño y métodos ofrece una gran cantidad de ejemplos de productos de análisis y diseño de sistemas disponibles en el mercado actual para apoyar la práctica del aprendizaje.

> Cambios en la séptima edición •

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Reorganización para una mayor claridad: Algunos capítulos han sido reorganizados internamente. Por ejemplo, el capítulo 8, en respuesta a comentarios de la revisión, pasó por una extensa reorganización. También el análisis sobre el desarrollo iterativo fue movido al capítulo 3 para colocarlo con los conceptos relacionados de metodología. Ampliación del análisis de factibilidad: El análisis de factibilidad ahora incluye la factibilidad legal y cultural (o política), así como nuestras cuatro pruebas tradicionales de factibilidad (operacional, económica, programa y técnica). Uso de diagramas de contexto: Incluso mientras continúa la migración del uso de los diagramas de flujo de datos hacia los diagramas UML, el diagrama de contexto continúa siendo importante como herramienta para entender el ámbito del sistema. Ha sido agregado a las herramientas utilizadas en el capítulo 4 y puede ser utilizado en el salón de clases como la primera tarea del modelado. Referencias de tecnologías actualizadas: Las extensas referencias para ejemplificar tecnologías han continuado en la séptima edición y han sido actualizadas para reflejar los cambios tecnológicos, actualizaciones de versiones, así como fusiones y adquisiciones de compañías de tecnología. Revisión del caso SoundStage: El caso SoundStage ha sido condensado, cambiado de un formato de diálogo a un formato de narrativa y ha sido integrado en la apertura de cada capítulo. El caso SoundStage presenta la perspectiva de un analista en sistemas recién graduado en su primera asignación, el caso SoundStage introduce brevemente los conceptos enseñados en cada capítulo y subraya su importancia en un proyecto de sistemas.

> Código de pantallas En esta séptima edición se ha adoptado un código de pantallas (tonos progresivos del gris al negro) para adaptar el sistema utilizado en la obra Framework for Information Systems Architecture de Zachman. La matriz de bloques de construcción de sistemas utiliza estos elementos para presentar conceptos recurrentes. Los modelos de sistemas refuerzan así estos conceptos con el uso consistente de las pantallas. vi

> Organización Análisis de sistemas: diseño y métodos, séptima edición, está dividido en tres partes. La organización del texto es lo suficientemente flexible para permitir que los instructores omitan o retomen capítulos de acuerdo con lo que decidan que es más importante para su audiencia. Se hicieron todos los esfuerzos posibles para hacer independientes los capítulos uno de otro y para ayudar a retomar la secuencia del material; incluso al grado de reintroducir conceptos y terminología específica. En la Parte Uno, “El contexto de proyectos de desarrollo de sistemas”, se presenta el escenario y los procesos de desarrollo de sistemas de información. En los capítulos 1 al 3, al estudiante, se le presentan los analistas de sistemas, otros miembros del equipo del proyecto (incluidos usuarios y administradores), componentes de sistemas de información (basado en el marco de referencia de Zachman), y el ciclo de vida de desarrollo de sistemas contemporáneos. La Parte Uno puede ser cubierta relativamente rápido. En la Parte Dos, “Métodos de análisis de sistemas”, se abarcan las actividades del ciclo de vida del front-end, las herramientas y técnicas para analizar problemas de negocios, especificación de requerimientos de negocios para un sistema de información y propuesta de solución de negocios y sistemas. Los capítulos 4 al 9 cubren los temas de requerimientos, casos de uso, modelado de datos con diagramas entidad-relación, modelado de procesos con diagramas de flujo de datos, e identificación de soluciones y propuesta de sistemas. En la Parte Tres, “Métodos de diseño de sistemas”, se abarcan las actividades intermedias del ciclo de vida, herramientas y técnicas. En los capítulos del 10 al 15 se incluyen los temas del diseño general y detallado, con un énfasis particular en la arquitectura de aplicaciones, el desarrollo rápido y el desarrollo de prototipos, el diseño externo (entradas, salidas e interfaces), y el diseño interno (por ejemplo, bases de datos e ingeniería de software).

Marco de trabajo de sistemas de información Las pantallas y otros recursos se utilizan consistentemente a lo largo del marco de trabajo del texto para presentar los conceptos recurrentes.

representa datos y/o conocimiento

representa procesos

representa comunicación interface

vii

Reconocimientos

Estamos en deuda con muchos individuos que contribuyeron al desarrollo de esta edición: Grant Alexander, Northeastern Oklahoma State University Richard J. Averbeck, DeVry Institutes Emerson (Bill) Bailey, Park University Jack Briner, Charleston Southern University Jimmie Carraway, Old Dominion University Casey Cegielski, Auburn University Minder Chen, George Mason University Glenn Dietrich, University of Texas-San Antonio Dorothy Dologite, Baruch College, CUNY Tom Erickson, University of Virginia’s Virginia Center for Continuing and Professional Education Bob Kilmer, Messiah College Avram Malkin, DeVry College of Technology Dat-Dao Nguyen, California State UniversityNorthridge Parag C. Pendharkar, Penn State University Leah Pietron, University of Nebraska-Omaha Charlene Riggle, University of South Florida-Sarasota/Manatee Se extiende un agradecimiento especial a los siguientes participantes de grupos muestra: Jeffrey Parsons, Memorial University of Newfoundland Parag C. Pendharkar, Penn State University Carl Scott, University of Houston Ron Thompson, Wake Forest University Steve Walczak, Colorado University-Denver También estamos en deuda con muchos individuos que contribuyeron al desarrollo de las ediciones previas de este texto. Jeanne M. Alm, Moorhead State University Charles P. Bilbrey, James Madison University Ned Chapin, California State University-Hayward Carol Clark, Middle Tennessee State University Gail Corbitt, California State University-Chico Larry W. Cornwell, Bradley University Barbara B. Denison, Wright State University Linda Duxbury, Carleton University Dana Edberg, University of Nevada-Reno Craigh W. Fisher, Marist College Raoul J. Freeman, California State University-Dominguez Hills Dennis D. Gagnon, Santa Barbara City College Abhijit Gopal, University of Calgary

viii

Patricia J. Guinan, Boston University Bill C. Hardgrave, University of Arkansas-Fayetteville Alexander Hars, University of Southern California Richard C. Housley, Golden Gate University Constance Knapp, Pace University Riki S. Kuchek, Orange Coast College Thom Luce, Ohio University Charles M. Lutz, Utah State University Ross Malaga, University of Maryland-Baltimore County Chip McGinnis, Park College William H. Moates, Indiana State University Ronald J. Norman, San Diego State University Charles E. Paddock, University of Nevada-Las Vegas June A. Parsons, Northern Michigan University Harry Reif, James Madison University Gail L. Rein, SUNY-Buffalo Rebecca H. Rutherfoord, Southern College of Technology Craig W. Slinkman, University of Texas-Arlington John Smiley, Holy Family College Mary Thurber, Northern Alberta Institute of Technology Jerry Tillman, Appalachian State University Jonathan Trower, Baylor University Margaret S. Wu, University of Iowa Jacqueline E. Wyatt, Middle Tennessee State University Vincent C. Yen, Wright State University Ahmed S. Zaki, College of William and Mary Finalmente, reconocemos las contribuciones, aliento y paciencia del personal en McGraw-Hill. Un agradecimiento especial a Brent Gordon, editor, Paul Ducham, editor sponsor, Trina Hauger, editor de desarrollo; Greta Kleinert, gerente de marketing, Kristin Bradley, gerente de proyecto y Kami Carter, diseñador. También agradecemos a Judy Kausal, coordinadora de investigación de fotografía, Michael McCormick, supervisor de producción; Greg Bates, productor de medios y Rose Range, coordinadora de suplementos. A todos ustedes que utilizaron nuestras ediciones anteriores, gracias por su continuo apoyo. Para aquellos que utilizan el texto por primera vez, esperamos que encuentren una diferencia en él. Esperamos ansiosamente sus reacciones, comentarios y sugerencias. Jeffrey L. Whitten Lonnie D. Bentley

Síntesis del contenido Prefacio vi

PARTE UNO

El contexto de proyectos de desarrollo de sistemas 3 1 2 3

El contexto de métodos de análisis y diseño de sistemas 5 Componentes de sistemas de información 23 Desarrollo de sistemas de información 47

PARTE DOS

Métodos de análisis de sistemas 99 4 5 6

Análisis de sistemas 101 Técnicas de exploración de hechos para identificación los requerimientos 149 Modelado de requerimientos del sistema con los casos de uso 185

7 8 9

Modelado y análisis de datos 211 Modelado de procesos 257 Análisis de factibilidad y propuesta del sistema 311

PARTE TRES

Métodos de diseño de sistemas 341 10 11 12 13 14 15

Diseño de sistemas 343 Modelado y arquitectura de la aplicación Diseño de bases de datos 417 Diseño de salidas y elaboración de prototipos 451 Diseño de entradas y elaboración de prototipos 483 Diseño de la interfaz del usuario 515

373

Créditos de fotografías 548 Glosario/Índice 549

ix

Contenido Prefacio vi

Las fases del proyecto FAST 57 Actividades transversales del ciclo de vida 68 Desarrollo secuencial o iterativo 69

PARTE UNO El contexto de proyectos de desarrollo de sistemas 3 1

EL CONTEXTO DE MÉTODOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO DE SISTEMAS 5

Introducción 6 Marco de referencia para análisis y diseño de sistemas 6 Los jugadores y los involucrados en el sistema 7 Propietarios de sistemas 7 Usuarios de sistemas 7 Diseñadores de sistemas 10 Constructores de sistemas 10 Analistas de sistemas 11 Proveedores de servicio externo 16 El administrador de proyectos 16

2 COMPONENTES DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN 23 Introducción 24 El producto (sistemas de información) 24 Un marco de trabajo para la arquitectura de sistemas de información 26 Componentes de CONOCIMIENTO 27 Componentes de PROCESO 31 Componentes de COMUNICACIONES 35 Tecnologías de red y componentes de sistemas de información 38

3 DESARROLLO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN 47 Introducción 48 El proceso de desarrollo de sistemas

48

Modelo de Madurez de la Capacidad 49 Ciclo de vida frente a metodología 50 Principios fundamentales para el desarrollo de sistemas 52 Proceso de desarrollo de sistemas

56

¿De dónde surgen los proyectos de desarrollo de sistemas? 57 x

Rutas y estrategias alternativas 72 Estrategia de desarrollo basado en modelos 74 Estrategia de desarrollo rápido de aplicaciones 78 Estrategia de implantación de paquetes de aplicación comercial 80 Estrategias híbridas 84 Mantenimiento del sistema 84 Herramientas y tecnología automatizada 87 Ingeniería de sistemas asistida por computadora 88 Ambientes de desarrollo de aplicación 89 Administradores de proceso y proyecto 91

PARTE DOS Métodos de análisis de sistemas 4 ANÁLISIS DE SISTEMAS

99 101

Introducción 102 ¿Qué es un análisis de sistemas? 102 Enfoques de análisis de sistemas 103 Enfoques de análisis basados en modelos 103 Enfoques de análisis de sistemas acelerados 105 Métodos para identificación de requerimientos 107 Métodos de rediseño de procesos de negocios 108 Estrategias de análisis de sistemas FAST 108 Fase de definición de alcance 109 Tarea 1.1: Identificar problemas y oportunidades básicas 111 Tarea 1.2: Negociar el alcance base 114 Tarea 1.3: Evaluar el beneficio del proyecto base 115 Tarea 1.4: Desarrollar un programa y presupuesto base 115 Tarea 1.5: Comunicar el plan del proyecto 115 Fase de análisis del problema

116

Tarea 2.1: Entender el dominio del problema 117 Tarea 2.2: Analizar problemas y oportunidades 122 Tarea 2.3: Analizar los procesos del negocio 122 Tarea 2.4: Establecer objetivos de mejora del sistema 124

Tarea 2.5: Actualizar o refinar el plan del proyecto 125 Tarea 2.6: Comunicar resultados y propuestas 125

Elaboración de prototipos de identificación 170 Planeación conjunta de requerimientos 171 Una estrategia de exploración 176

Fase de análisis de requerimientos 127 Tarea 3.1: Identificar y expresar los requerimientos del sistema 127 Tarea 3.2: Priorizar los requerimientos del sistema 130 Tarea 3.3: Actualizar o refinar el plan del proyecto 130 Tarea 3.4: Comunicar la definición de requerimientos 131 Manejo de requerimientos permanentes 131 Fase de diseño lógico

131

El proceso de la modelación de los casos de uso para los requerimientos 193

134

Tarea 5.1: Identificar soluciones alternativas 136 Tarea 5.2: Analizar soluciones alternativas 137 Tarea 5.3: Comparar soluciones alternativas 139 Tarea 5.4: Actualizar el plan del proyecto 139 Tarea 5.5. Recomendar una solución del sistema 139

5 TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN DE HECHOS PARA IDENTIFICACIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS 149 Introducción 150 Una introducción a la identificación de requerimientos 150 Proceso de identificación de requerimientos

152

Identificación del problema y análisis 152 Identificación de los requerimientos 154 Requerimientos de documentación y de análisis 154 Administración de los requerimientos 156 Técnicas de exploración

Introducción 186 Una introducción a la modelación de casos de uso 186 Conceptos de sistemas en la modelación de casos de uso 188 Los casos de uso 188 Actores 189 Relaciones 190

Tarea 4.1a: Requerimientos funcionales de estructura 133 Tarea 4.1b: Requerimientos funcionales del prototipo (alternativa) 134 Tarea 4.2: Validar requerimientos funcionales 134 Tarea 4.3: Definir casos de prueba de aceptación 134 Fase de análisis de decisión

6 MODELADO DE REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA CON LOS CASOS DE USO 185

157

Muestreo de la documentación, los formatos y los archivos existentes 157 Investigación y visitas al sitio 159 Observación del ambiente de trabajo 160 Cuestionarios 162 Entrevistas 164 Cómo conducir una entrevista 166

Paso 1: Identificar a los actores de negocios 193 Paso 2: Identificar los casos de uso para los requerimientos de negocios 194 Paso 3: Construir el diagrama de modelos de casos de uso 196 Paso 4: Narraciones de los casos de uso para los requerimientos de documentos para los negocios 198 Los casos de uso y la administración de proyectos 202 Cómo jerarquizar y evaluar los casos de uso 202 Identificación de las dependencias de los casos de uso 203

7 MODELADO Y ANÁLISIS DE DATOS 211 Introducción 212 ¿Qué es el modelado de datos? 212 Conceptos de sistemas para el modelado de datos 213 Las entidades 213 Los atributos 214 Las relaciones 216 El proceso del modelado lógico de datos

225

El modelado estratégico de datos 225 El modelado de datos durante el análisis de sistemas 227 Mirando hacia delante en el diseño de sistemas 228 Las herramientas automatizadas para el modelado de datos 228 xi

Cómo construir modelos de datos 230

9 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD Y PROPUESTA DEL SISTEMA 311

El descubrimiento de las entidades 231 El modelo de datos de contexto 232 El modelo de datos basado en claves 234 Las jerarquías generalizadas 237 El modelo integral de datos 237

Introducción 312 Análisis de factibilidad y la propuesta de sistema 312 Análisis ...