Ejercicios: El proceso de desarrollo

Estas fases del desarrollo de un programa están desordenadas: (a) probar el programa con distintos datos, (b) editar el código fuente, (c) depurar los errores encontrados, (d) ejecutar el programa. Ordénalas de forma razonable y explica qué se hace en cada una, teniendo en cuenta que al probar puede ser necesario volver atrás.

Explica qué es un «bug» en un programa y qué es depurar. Pon un ejemplo sencillo de error que podría tener el programa de un cajero automático y qué consecuencia tendría para el usuario.

La figura muestra el ciclo de trabajo del desarrollo de un programa, pero una de sus etapas está tapada con un signo de interrogación, como se muestra en la figura.

Indica qué etapa falta dentro del ciclo, en qué consiste y por qué la flecha de «no» devuelve el trabajo a la edición del código.

Explica qué es un mensaje de traza o registro (log) en un programa y cómo ayuda a encontrar un error (permite ver por dónde pasó el programa y con qué valores).

Los programas tienen versiones (1.0, 1.1, 2.0...). Explica para qué sirve guardar versiones del código y qué puedes hacer si la última versión funciona peor que la anterior.

Explica qué es un caso de prueba y escribe dos casos para un programa que suma dos números: uno con valores normales y otro con algún valor especial, indicando la entrada y el resultado esperado de cada uno.

La documentación acompaña al programa. Explica qué dos cosas debería explicar como mínimo (qué hace el programa y cómo se usa) y por qué un programa sin documentar «envejece» mal cuando trabaja un equipo.

Distingue entre un error que aparece al compilar (el programa ni siquiera arranca) y un error que aparece en ejecución (arranca pero falla con ciertos datos), con un ejemplo de cada tipo.

Explica la diferencia entre un error de sintaxis y un error de lógica, con un ejemplo de cada uno en un programa que calcula la media de tres notas. ¿Cuál de los dos tipos impide ejecutar el programa y cuál deja ejecutarlo pero da resultados incorrectos?

Un programa que divide dos números funciona bien en casi todas las pruebas, pero falla cuando el divisor es 0. Explica qué son los valores límite o casos especiales en las pruebas, por qué hay que probarlos siempre y cita otros dos valores con los que probarías este programa.

Explica qué es la modularización de un programa (dividirlo en funciones o módulos) y analiza dos ventajas que aporta cuando el desarrollo lo hace un equipo de varias personas: piensa en el reparto del trabajo, en las pruebas y en la localización de errores.

Un bucle de un programa no se detiene nunca. Explica dónde colocarías mensajes de escritura temporales para diagnosticarlo (dentro del bucle, mostrando la variable de control en cada vuelta) y qué observarías en esos mensajes para encontrar la causa.

Para probar un programa que aplica un descuento a personas de 65 años o más, define tres casos de prueba: uno con un valor normal, uno con el valor límite exacto y uno con un valor erróneo (edad negativa o imposible), con el resultado esperado de cada uno. Justifica tus elecciones.

Explica qué es refactorizar (mejorar el código sin cambiar lo que hace) y describe dos refactorizaciones típicas (renombrar variables con nombres claros, extraer una función a partir de código repetido), con un ejemplo de cada una.

Un fragmento de código usa las variables x, y2 y zzz para guardar el precio, el IVA y el total. Reescribe esos nombres de forma significativa y explica por qué la elección de nombres es una herramienta contra los errores (el código se autodocumenta).

Dos personas de un equipo editan a la vez el mismo fichero del proyecto y, al unir los cambios, aparece un conflicto. Explica qué es un conflicto de fusión, cómo se resuelve (revisar ambas versiones y decidir) y qué dos hábitos de trabajo en equipo lo previenen (repartir el trabajo por módulos, integrar los cambios a menudo).

En el sistema de cobro de una cooperativa escolar se ha detectado que, al emitir la factura mensual, el total a pagar de algunos socios es erróneo. Dispones de los siguientes registros del sistema:

• Socio 101: 2 compras de 15.00 pesos -> Total cobrado: 30.00 pesos (esperado: 30.00 pesos).

• Socio 102: 1 compra de 50.00 pesos con descuento promocional del 10 % (5.00 pesos) y recargo por gastos de gestión de 3.00 pesos -> Total cobrado: 47.50 pesos (esperado: 48.00 pesos).

• Socio 103: 1 compra de 20.00 pesos y devolución de 1 artículo de 5.00 pesos (-5.00 pesos) -> Total cobrado: 25.00 pesos (esperado: 15.00 pesos).

• Formula una hipótesis justificada sobre el fallo lógico o de orden de operaciones que explica el error en el Socio 102 y en el Socio 103.

• Diseña la estrategia de depuración para confirmar tus hipótesis: indica qué datos de prueba mínimos introducirías para aislar el fallo, en qué puntos del flujo situarías puntos de interrupción (breakpoints) y qué variables concretas deberías inspeccionar paso a paso.

Un compañero de equipo te muestra la siguiente función en C++ para calcular el precio final con IVA y aplicar un descuento si el cliente es socio, asegurando: «Si compila sin errores ni advertencias, es imposible que falle en ejecución; no hace falta probarla»:

float calcularPrecioFinal(float base, bool esSocio) {

    float total = base;

    if (esSocio = true) {

        total = total * 0.90f;

    }

    total = total * 1.21f;

    return total;

}

1. Predice razonadamente la salida de la función para un cliente no socio (esSocio = false) con una base de 100.00 pesos. ¿Coincide con el comportamiento esperado? Explica por qué el compilador no lo rechaza como error.

2. Justifica, a partir de este ejemplo, la diferencia entre lo que garantiza la verificación sintáctica del compilador y lo que demuestran las pruebas dinámicas de software.

3. Propón la corrección del código y escribe un caso de prueba concreto que evidencie el fallo si la corrección no estuviera aplicada.

Diseña un plan de pruebas para un programa que pide dos números y muestra su división: haz una tabla con al menos seis casos de prueba (pares de valores de entrada, incluyendo valores normales, límite y erróneos), el resultado esperado de cada uno y qué debería hacer el programa si la entrada no es válida. Justifica la elección de cada caso.

Un script de simulación meteorológica falla aproximadamente una de cada veinte ejecuciones lanzando una excepción inesperada, pero al ejecutarlo manualmente paso a paso nunca reproduce el fallo (el programa utiliza peticiones a una API en tiempo real y una función de generación de números aleatorios).

1. Justifica por qué este error se clasifica como no determinista (heisenbug) e identifica las dos fuentes de variabilidad que impiden reproducirlo a voluntad.

2. Diseña un plan de actuación técnico para forzar la reproducción controlada del fallo sin esperar pasivamente a que ocurra al azar (explica cómo tratarías el generador de números pseudoaleatorios y cómo desacoplarías las llamadas de red externas).

3. Una vez localizado y corregido el defecto, ¿qué procedimiento de prueba aplicarías para certificar que el error ha desaparecido por completo y no ha sido simple casualidad estadística?

La intranet del centro educativo implementa un módulo de autenticación con los siguientes requisitos:

• Nombre de usuario: de 4 a 12 caracteres alfanuméricos, insensible a mayúsculas/minúsculas.

• Contraseña: entre 8 y 16 caracteres, sensible a mayúsculas/minúsculas, con al menos un dígito y un carácter especial.

• Seguridad: bloqueo temporal de la cuenta durante 15 minutos tras tres intentos fallidos consecutivos.

Diseña un plan de pruebas riguroso mediante una tabla con al menos seis casos de prueba diseñados por ti. Para cada caso debes especificar: identificador, valores de entrada (usuario y contraseña), estado previo del sistema, resultado esperado y qué riesgo específico de lógica, frontera o seguridad estás validando.

Un programador sostiene que «una función de una sola línea no necesita pruebas porque es autoevidente» y presenta esta función escrita en C++:

bool esImpar(int n) {

    return (n % 2 == 1);

}

1. Predice la salida de la función para n = 7, n = 0 y n = -7. Explica técnicamente por qué se produce un resultado inesperado en uno de ellos basándote en cómo implementa el operador módulo (%) los operandos negativos en este lenguaje.

2. Corrige la expresión para que la función sea matemáticamente correcta con cualquier número entero.

3. Apoyándote en este caso, rebate con dos argumentos técnicos la idea de prescindir de pruebas unitarias en algoritmos breves o aparentemente triviales.

El sistema de supervisión de un invernadero se ha programado en un único archivo dentro de una sola función de 400 líneas. El código lee de forma secuencial tres sensores analógicos de humedad de suelo, calcula el promedio, evalúa umbrales, acciona una electroválvula mediante un pin digital, guarda el registro histórico en un archivo de texto y envía un correo de alerta si la humedad cae por debajo del 30 %.

1. Justifica detalladamente tres problemas técnicos graves que genera esta arquitectura cuando se necesita depurar un fallo intermitente o realizar pruebas unitarias automatizadas.

2. Diseña una refactorización modular del programa: descompón la función en al menos cuatro funciones independientes. Para cada una define su nombre, parámetros de entrada con tipo, valor devuelto y su responsabilidad única.

3. Explica cómo permitiría tu diseño probar el algoritmo de decisión de riego mediante simulación de datos, sin tener los sensores físicos conectados a la placa.

Un grupo de tres estudiantes va a desarrollar durante diez semanas una aplicación de control de asistencia para el centro educativo. Para evitar retrasos y entregas fallidas de última hora, debes estructurar la metodología de trabajo del equipo:

1. Diseña un cronograma organizado en cuatro hitos o entregables verificables, explicando qué criterios objetivos deben cumplirse antes de autorizar el paso al hito siguiente.

2. Define un protocolo formal de revisión por pares (code review): establece quién revisa el código de quién, qué lista de comprobación de calidad mínima debe superarse antes de aceptar cualquier cambio y cómo se gestionan los desacuerdos.

3. Establece y justifica una política de «congelación de código» (code freeze): en qué semana debe activarse, qué tipo de modificaciones quedan terminantemente prohibidas a partir de ese momento y qué tareas exclusivas debe asumir el equipo hasta la entrega final.