Análisis es la descomposición del problema en sus partes integrales. En computación, se entiende, además, que es el proceso de especificaciones de requisitos del usuario, y de estructuras del sistema, y de su función, independientemente de los medios de realización o de la descomposición física en módulos o componentes.

     Diseño es el que produce los detalles que establece la forma en la que el sistema va a cumplir con los requerimientos identificados durante la fase de análisis. A esta etapa se le conoce como diseño lógico, mientras que a la etapa del desarrollo del software se le denomina diseño físico.
     En el diseño de un sistema se indican los datos de entrada, los que serán calculados y los que se almacenaran. Igualmente se describen con todos los detalles los procedimientos de cálculos y los datos individuales.

     Análisis Estructurado es un método para el análisis de sistemas manuales o automatizados, que conduce al desarrollo de especificaciones para sistemas nuevos o para efectuar modificaciones a los ya existentes. Éste análisis permite al analista conocer un sistema o proceso en una forma lógica y manejable al mismo tiempo que proporciona la base para asegurar que no se omite ningún detalle pertinente.
     El análisis estructurado posee como objetivo organizar las tareas asociadas con la determinación de requerimiento para obtener la comprensión completa y exacta de una situación dada. Es a partir de aquí que se determinan los requerimientos que serán la base de un sistema nuevo o modificado.

     Componentes del análisis estructurado
Símbolos gráficos: Iconos y convenciones para identificar y describir los componentes de un sistema junto con las relaciones entre estos componentes.
Diccionario de datos: Descripciones de todos los datos utilizados en el sistema. Puede ser manual o automatizado.
Descripción de procesos y procedimientos: Declaraciones formales que emplean técnicas y lenguajes que permiten a los analistas describir actividades importantes que forman parte del sistema.
Reglas: Estándares para describir y documentar el sistema en forma correcta y completa.

     En el análisis estructurado se encuentran presentes una serie de elementos, el primero de estos elementos vendría siendo la Descripción Gráfica como su nombre lo indica permite describir el sistema mediante bosquejos que especifique las características, denote sus funciones y defina como es la interacción con los demás elementos. Aunque describir un sistema grande mediante esta forma significaría un proceso tedioso y propenso a cometer errores, esto debido a que se podría omitir algún detalle o establecer una explicación que para los demás no quede del todo claro.
     Otro de los elementos del análisis estructurado es el Diagrama de Flujo de Datos el cual permite describir completamente el modelo del sistema mediante un conjunto de diagramas. El diagrama de flujo de dato (DFD) no solo se puede utilizar para modelar sistemas de proceso de información, sino también para modelar organizaciones enteras, es decir, como una herramienta para la planeación estratégica de negocios. El último de los elementos que integra el análisis estructurado es el Diccionario de Datos el cual contiene las definiciones de todos los elementos que posee el sistema (flujos de datos, procesos y almacenes de datos). Para realizar un diccionario de datos hay que: (a) Identificar los procesos, (b) Identificar los almacenes, (c) Identificar los flujos de datos, (d) Identificar las estructuras de datos y (e) Identificar los datos elementales de las estructuras.

     Senn define el Diseño Estructurado como:

Una técnica específica para el diseño de programas y no un método de diseño de comprensión. Es decir, no indica nada relacionado con el diseño de archivos o bases de datos, la presentación de entradas o salidas, la secuencia de procesamiento o el hardware que dará soporte a la aplicación. Esta técnica conduce a la especificación de módulos de programa que son funcionalmente independientes. (p. 42)

     El diseño estructurado se enfoca en el desarrollo de especificaciones del software. El objetivo del Diseño Estructurado es crear programas formados por módulos independientes unos de otros desde el punto de vista funcional. La herramienta fundamental del Diseño Estructurado es el diagrama estructurado que es de naturaleza gráfica y evitan cualquier referencia relacionada con el hardware o detalles físicos. Su finalidad no es mostrar la lógica de los programas (que es la tarea de los diagramas de flujo).

     Los Diagramas Estructurados describen la interacción entre módulos independientes junto con los datos que un módulo pasa a otro cuando interacciona con él.
     El diseño estructurado ofrece dos estrategias para conseguir una creación rápida de un buen diseño:
Diseño por Transformación: los datos entran en el sistema mediante caminos que se denominan flujos de entrada. En el núcleo se produce una transformación de los datos, y finalmente, los datos se mueven por caminos que conducen a la salida.
Diseño por transacción: Existe un centro de transacción que es el centro de flujo, desde el que emanan muchos caminos alternativos de forma exclusiva.

     El Análisis y Diseño Estructurado tiene como objetivo descubrir todos los detalles relevantes del sistema en estudio. Además pretende:
Que sea fácil de detectar y verificar la omisión de detalles relevantes.
Que distintos analistas ante el mismo sistema actual determinen los mismos requerimientos.
Que los documentos generados sobre el sistema actual sean vehículos eficientes de comunicación.

     Los elementos del análisis y diseño estructurado más relevantes son (algunos autores tienen distintas visiones de la cantidad de elementos y cuales son ellos):
DFD Diagráma de Flujo de Datos,
Diccionario de Datos,
DE Diagráma de Estructura y
Miniespecificaciones

     El Análisis Orientado a Objeto se centra en la investigación del problema, no en la manera de definir la solución. En el análisis orientado a objeto se busca identificar y describir los objetos dentro del dominio del problema.

     El Diseño Orientado a Objeto se define como un diseño de sistemas que utiliza objetos auto-contenidos y clases de objetos. El diseño de software puede definirse como la acción de construir soluciones que satisfagan los requerimientos del cliente. Existen varias etapas en el proceso de diseño de software, las cuales son:
Entendimiento del problema,
Identificar una o mas soluciones,
Describir abstracciones de la solución y
Repetir el proceso para cada abstracción identificada hasta que el diseño este expresado en términos sencillos.

     Cualquier diseño debe ser modelado como una gráfica dirigida hecha de entidades con atributos los cuales participan en relaciones. El sistema debe estar descrito a distintos niveles de abstracción y el diseño ocurre en etapas que se traslapan.

     La primera idea que se tiene al construir una solución de un determinado problema es un modelo mental que constituye el primer intento de diseño llamado comúnmente diseño informal. Este diseño a medida que se va describiendo en papel utilizando técnicas y procedimientos esquemáticos y metódicos va adquiriendo forma hasta constituirse en un diseño formal equivalente.

     Pues bien, dentro del paradigma de la orientación a objetos, el diseño OO es con mucho; más complejo que el diseño estructurado clásico, ya que lo que se busca es crear un diseño genérico y abierto y no cerrado y concreto.

     El Análisis y diseño orientado a objeto es un proceso creativo porque es necesario capturar los objetos del mundo real en términos de abstracciones (o especificaciones en modelos orientados a objetos) con el fin de definir el problema y la solución de la manera más general posible.

     Conceptos Básicos
Objeto: entidad provista de un conjunto de propiedades o atributos (datos) y de comportamiento o funcionalidad (métodos). Corresponden a los objetos reales del mundo que nos rodea, o a objetos internos del sistema (del programa).

Clase: definiciones de las propiedades y comportamiento de un tipo de objeto concreto. La instanciación es la lectura de estas definiciones y la creación de un objeto a partir de ellas.

Método: algoritmo asociado a un objeto (o a una clase de objetos), cuya ejecución se desencadena tras la recepción de un "mensaje". Desde el punto de vista del comportamiento, es lo que el objeto puede hacer. Un método puede producir un cambio en las propiedades del objeto, o la generación de un "evento" con un nuevo mensaje para otro objeto del sistema.

Evento: un suceso en el sistema (tal como una interacción del usuario con la máquina, o un mensaje enviado por un objeto). El sistema maneja el evento enviando el mensaje adecuado al objeto pertinente. También se puede definir como evento, a la reacción que puede desencadenar un objeto, es decir la acción que genera.

Mensaje: una comunicación dirigida a un objeto, que le ordena que ejecute uno de sus métodos con ciertos parámetros asociados al evento que lo generó.

Propiedad o atributo: contenedor de un tipo de datos asociados a un objeto (o a una clase de objetos), que hace los datos visibles desde fuera del objeto, y cuyo valor puede ser alterado por la ejecución de algún método.

Estado interno: es una propiedad invisible de los objetos, que puede ser únicamente accedida y alterada por un método del objeto, y que se utiliza para indicar distintas situaciones posibles para el objeto (o clase de objetos).

Componentes de un objeto: atributos, identidad, relaciones y métodos.

Representación de un objeto: un objeto se representa por medio de una tabla o entidad que esté compuesta por sus atributos y funciones correspondientes.

     Características del Diseño Orientado a Objeto
Abstracción: Cada objeto en el sistema sirve como modelo de un "agente" abstracto que puede realizar trabajo, informar y cambiar su estado, y "comunicarse" con otros objetos en el sistema sin revelar cómo se implementan estas características. Los procesos, las funciones o los métodos pueden también ser abstraídos y cuando lo están, una variedad de técnicas son requeridas para ampliar una abstracción.

Encapsulamiento: Significa reunir a todos los elementos que pueden considerarse pertenecientes a una misma entidad, al mismo nivel de abstracción. Esto permite aumentar la cohesión de los componentes del sistema. Algunos autores confunden este concepto con el principio de ocultación, principalmente porque se suelen emplear conjuntamente.

Principio de ocultación: Cada objeto está aislado del exterior, es un módulo natural, y cada tipo de objeto expone una interfaz a otros objetos que especifica cómo pueden interactuar con los objetos de la clase. El aislamiento protege a las propiedades de un objeto contra su modificación por quien no tenga derecho a acceder a ellas, solamente los propios métodos internos del objeto pueden acceder a su estado. Esto asegura que otros objetos no pueden cambiar el estado interno de un objeto de maneras inesperadas, eliminando efectos secundarios e interacciones inesperadas. Algunos lenguajes relajan esto, permitiendo un acceso directo a los datos internos del objeto de una manera controlada y limitando el grado de abstracción. La aplicación entera se reduce a un agregado o rompecabezas de objetos.

Polimorfismo: Comportamientos diferentes, asociados a objetos distintos, pueden compartir el mismo nombre, al llamarlos por ese nombre se utilizará el comportamiento correspondiente al objeto que se esté usando. O dicho de otro modo, las referencias y las colecciones de objetos pueden contener objetos de diferentes tipos, y la invocación de un comportamiento en una referencia producirá el comportamiento correcto para el tipo real del objeto referenciado. Cuando esto ocurre en "tiempo de ejecución", esta última característica se llama asignación tardía o asignación dinámica. Algunos lenguajes proporcionan medios más estáticos (en "tiempo de compilación") de polimorfismo, tales como las plantillas y la sobrecarga de operadores de C++.

Herencia: Las clases no están aisladas, sino que se relacionan entre sí, formando una jerarquía de clasificación. Los objetos heredan las propiedades y el comportamiento de todas las clases a las que pertenecen. La herencia organiza y facilita el polimorfismo y el encapsulamiento permitiendo a los objetos ser definidos y creados como tipos especializados de objetos preexistentes. Estos pueden compartir (y extender) su comportamiento sin tener que reimplementar su comportamiento. Esto suele hacerse habitualmente agrupando los objetos en clases y estas en árboles o enrejados que reflejan un comportamiento común. Cuando un objeto hereda de más de una clase se dice que hay herencia múltiple; esta característica no está soportada por algunos lenguajes (como Java).