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1 Arquitectura de Software III: Elaboración Hernán Astudillo Departamento de Informática Universidad Técnica Federico Santa María <hernan at acm.org> Contenido del curso Introducción, motivación y contexto Representación de arquitecturas Vistas Calidad Elaboración de arquitecturas Estilos y Patrones Líneas de productos Procesos y evaluación de arquitecturas Procesos (incl. taller) Prácticas de arquitectura Organizaciones y Mercados Componentes 2 Estilos y patrones Líneas de productos III: Elaboración 3 1

2 Estilos y patrones Estilos y patrones Shaw&Garland introdujeron estilos de arquitectura p.ej. en capas, pipesy filtros... (detalles en breve) Patrones de diseño Heurísticas sistematizadas Originados en comunidad de POO [Gamma+] Patrón =... una solución (descripción) a un problema en un contexto (evaluación de fuerzas y comentarios) Proceso: patrones Elaboración, aprobación y publicación Comunidad fuerte y combativa 5 Estilos de arquitectura Propuestos por Shaw+Garlan Identificados vía estudio de comunidades Estilo = definición de una familia de sistemas en términos de un patrón de organización estructural Un estilo define: vocabulariode tipos de componentes y conectores restricciones de combinación uno o más modelos semánticos para determinar propiedades del todo a partir de las partes 6 2

3 Procesamiento descompuesto en sub-unidades Pipes and filters Tipos de datos abstractos (estado encapsulado) Basado en eventos (invocación implícita) Sistemas en capas Repositorios Intérpretes Control de procesos (bucles) Estilos heterogéneos Mezclas de estilos Ejemplos Unix: capas, pipes, event-driven Estilos 7 Estilo: pipes & filters Vocabulario: filtros y pipes Estructuras permisibles: salidas a entradas Invariantes: filtros son independientes (no comparten estado con otros filtros) Especializaciones: pipelines (topología lineal) sistema secuencial en lotes ( batch ) Ejemplos programación shell Unix 8 Estilo: repositorio Estado compartido por varios componentes Vocabulario: repositorio (almacenamiento central) componentes (almacenar, recuperar, actualizar) Especializaciones blackboard : almacén crentral lanza procesamiento bases de datos: transacciones (externas) lanzan procesamiento Ejemplos Nota: nada se dice sobre la implementación de la comunicación ni del repositorio 9 3

4 Crítica Estilos Catálogos de estilos son listas de soluciones A veces la categorización sorprende No es ortogonal Ejemplo: blackboard y bases de datos como especializaciones de repositorio blackboard: mecanismo de comunicación vía elemento central base de datos: mecanismo de integridad transaccional (propiedades ACID) Un blackboard puede implantarse vía una base de datos Niveles de abstracción diferentes Otra posible implantación LDAP-based XML replication (f Dynamic Web Publ) 10 Patrones de arquitectura Patrones de arquitectura Derivados de patrones de diseño Propuesta inicial: Buschman et al. Categorías y conceptos diferentes del diseño Propuesta más elaborada: Fowler et al. Pero más micro Patrones de Enterprise Application Integration Gran escala 11 Patrones de Buschman+ Categorías de patrones Estructurales ( from mud to structure ) Capas ( layers ) Pipes& Filtros Pizarra ( blackboard ) Sistemas distribuidos Broker Sistemas interactivos MVC: Model-View-Controller Presentación-Abstracción-Control Sistemas adaptables Reflexión Micro-kernel 12 4

5 Patrón de arquitectura: MVC Quizás un mal nombre Ya estaba en uso MVC: Model-View -Controller Modelo: elemento de interés para observar/manipular Vista: representación (gráfica u otra) Controlador: manejo y control de vistas de un modelo Ejemplos famosos Smalltalk Struts (framework Web) Especializaciones Observer-Oberved Publisher-Subscriber 13 Comparación Estilo: solución en uso Patrones y estilos Patrón: solución y método para evaluar su adecuación a un problema Las capas son estilo o patrones? No nos confundamos: estilos y patrones no existen Son palabras que algunas autoridades han usado para describir ciertas cosas Un estilo llamado capas es una categoría (descriptiva, factual) de soluciones Un patrón llamado capas es una heurística (normativa) de cómo y cuándo usar cierta solución 14 Diseño o Arquitectura? Publisher-Subscriber vs. MVC Es diseño o es arquitectura? Posible criterio: si el resultado son aplicaciones (software) o productos, es arquitectura Y si son clases, es diseño 15 5

6 Niveles de abstracción Ejemplo Problema: comunicar al profesor con sus alumnos topología 1:M, mensajes infrecuentes, conexiones esporádicas Solución: usar publisher-subscriber Refinamiento: usar lista de correos para implantar producto existente (minimizamos desarrollo y sus riesgos) se ajusta exactamente a las propiedades arriba Nota: este mecanismo también permite otras políticas de comunicación, por lo que dependemos de uso disciplinado 16 Fowler et al. Topología basada en 3 capas: dominio (negocio) datos presentación (Web) Tecnología concurrencia sesiones y estados distribución Patrones de Fowler 17 Fowler: Patrones de concurrencia Control de concurrencia optimista vs. pesimista Transacciones 18 6

7 Fowler: Patrones de datos Mapeos relacional-objetos campo identidad clave extranjera tabla de asociaciones mapeo de dependencias valor embutido herencia en una tabla clase en una tabla Metadatos 19 Fowler: patrones de presentación MVC Vistas: con plantillas transformaciones 2 pasos 20 Fowler: sesión y estado Estado de sesión en el cliente Estado de sesión en el servidor Estado de sesión en base de datos 21 7

8 Referencias Mary Shaw, David Garlan Software Architecture: Perspectives on an Emerging Discipline, Prentice Hall (1996) Frank Buschmann, Regine Meunier, Hans Rohnert, Peter Sommerlad, Michael Stal Pattern-Oriented Software Architecture, Volume 1: A System of Patterns, Wiley (1996) Martin Fowler with David Rice, Matthew Foemmel, Edward Hieatt, Robert Mee, Randy Stafford Patterns of Enterprise Application Architecture, Addison- Wesley (2002) Gregor Hohpe Enterprise Integration Patterns, PLoP

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