2. Que son? Es cualquier serie de técnicas que trate la construcción y/o el análisis de modelos matemáticos que contribuyen a la automatización del desarrollo de sistemas informáticos.
3. El papel en la IS Los metodologías formales se basan en el empleo de técnicas, lenguajes y herramientas definidos matemáticamente para cumplir objetivos tales como facilitar el análisis y construcción de sistemas confiables independientemente de su complejidad, delatando posibles inconsistencias o ambigüedades que de otra forma podrían pasar inadvertidas.
4. En los últimos años la idea de formalizar el software, ha tomado fuerza, los defensores, dicen que la utilización de este a lo largo del ciclo de vida facilita el desarrollo de especificaciones mas claras y concisas y no ambiguas. Sin embargo los detractores aseguran que el empleo de métodos formales supone un volumen de trabajo considerable, aumento en los costes y tiempo de desarrollo y que debe quedar supeditado a herramientas que lo automaticen.
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6. Ventajas Se comprende mejor el sistema. La comunicación con el cliente mejora ya que se dispone de una descripción clara y no ambigua de los requisitos del usuario. El sistema se describe de manera más precisa. El sistema se asegura matemáticamente que es correcto según las especificaciones. Mayor calidad software respecto al cumplimiento de las especificaciones. Mayor productividad
7. Desventajas El desarrollo de herramientas que apoyen la aplicación de métodos formales es complicado y los programas resultantes son incómodos para los usuarios. Los investigadores por lo general no conocen la realidad industrial. Es escasa la colaboración entre la industria y el mundo académico, que en ocasiones se muestra demasiado dogmático. Se considera que la aplicación de métodos formales encarece los productos y ralentiza su desarrollo.
8. Clasificación Especificaciones basadas en lógica de primer orden y teoría de conjuntos: permiten especificar el sistema mediante un concepto formal de estados y operaciones sobre estados. Los datos y relaciones/funciones se describen en detalle y sus propiedades se expresan en lógica de primer orden. La semántica de los lenguajes está basada en la teoría de conjuntos. Los métodos de este tipo más conocidos son: Z, VDM y B. Especificaciones algebraicas: proponen una descripción de estructuras de datos estableciendo tipos y operaciones sobre esos tipos.
9. Clasificación por comportamiento Métodos basados en álgebra de procesos: modelan la interacción entre procesos concurrentes. Esto ha potenciado su difusión en la especificación de sistemas de comunicación (protocolos y servicios de telecomunicaciones) y de sistemas distribuidos y concurrentes. Los más conocidos son: CCS,CSP y LOTOS. Métodos basados en Redes de Petri: una red de petri es un formalismo basado en autómatas, es decir, un modelo formal basado en flujos de información. Permiten expresar eventos concurrentes. Los formalismos basados en redes de petri establecen la noción de estado de un sistema mediante lugares que pueden contener marcas.. Métodos basados en lógica temporal: se usan para especificar sistemas concurrentes y reactivos. Los sistemas reactivos son aquellos que mantienen una continua interacción con su entorno respondiendo a los estímulos externos y produciendo salidas en respuestas a los mismos, por lo tanto el orden de los eventos en el sistema no es predecible y su ejecución no tiene por qué terminar.
10. Métodos de verificación Aserciones E/S Se especifica mediante aserciones que relacionan las entradas y salidas del programa. Se garantiza que si la entrada actual satisface las restricciones de entrada (precondiciones) la salida satisface las restricciones de salida (pos condiciones). Se utiliza una expresión del tipo P{programa}Q, siendo P y Q aserciones de la lógica, para indicar que si P es cierto antes de la ejecución del programa y dicho programa termina, entonces Q es cierto tras la ejecución de dicho programa. Este método permite tanto la corrección parcial como total de los programas. predicado debe cumplir lo siguiente: Es cierto a la entrada del bucle Es cierto en cualquier paso del bucle Junto con la negación de la condición del bucle, implica que el predicado se cumple a la salida del bucle.
11. Precondición más débil Básicamente, consiste en dada una pos condición POST, encontrar, operando hacia atrás, un programa S tal que wp(S, POST) (la precondición) se satisfaga en un amplio conjunto de situaciones. Dada una proposición (P) S (Q) donde S es un conjunto de sentencias de un módulo de un programa, y donde P y Q son los predicados que se cumplen antes y después de S respectivamente, se dice que P es la precondición más débil (wp) de S, si es la condición mínima que garantiza que R es cierto tras la ejecución de S.
12. Inducción estructural La inducción estructural es una técnica de verificación formal que se basa en el principio de inducción matemática. Dado un conjunto S con una serie de propiedades y una proposición P que se desea probar, la inducción matemática: Demuestra que P es cierto para el mínimo número de elementos (o casos triviales) de S. Asume que P es cierto para un número de elementos (o casos posibles) de S menores o iguales a N. Demuestra que entonces P es cierto para el elemento N+1 de S.
13. Cuando se utilizan métodos formales, se eliminan muchos de los problemas que son difíciles de superar con las metodologías habituales. La ambigüedad, lo incompleto y la inconsistencia se descubren y se corrigen más fácilmente, mediante la aplicación del análisis matemático.
14. Esta forma de crear software ofrece un producto libre de defectos. Sin embargo se ha difundido poco, por ser caro de desarrollar, requerir bastante tiempo y es difícil de comunicar a clientes sin muchos conocimientos técnicos.
