Arquitectura de un modulo I/O para objetos 3D

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1 Arquitectura de un modulo I/O para objetos 3D Pontificia Universidad Javeriana DESCRIPCIÓN DE DISEÑO DE SOFTWARE 2011/11/ Andrés Harker Gutiérrez Director del trabajo de grado: Cesar Julio Bustacara Medina, MSc

2 Contenido LISTA DE TABLAS... 4 LISTA DE ILUSTRACIONES INTRODUCCIÓN Descripción del Sistema Mapa del Diseño Referencias y Documentos de Apoyo... Error! Bookmark not defined. 1.4 Definiciones, Acrónimos y Abreviaciones CONSIDERACIONES DE DISEÑO Suposiciones Restricciones Entorno del Sistema Metodología de Diseño... Error! Bookmark not defined. 2.5 Riesgos... Error! Bookmark not defined. 3. ARQUITECTURA Apreciación Global... Error! Bookmark not defined. 3.2 Diagrama de Componentes... Error! Bookmark not defined Subsistema 1... Error! Bookmark not defined Componente 1... Error! Bookmark not defined. 3.3 Estrategias de Diseño... Error! Bookmark not defined. 4. DISEÑO DE ALTO NIVEL Diagrama de despliegue Nodo 1 Nombre del Nodo... Error! Bookmark not defined Conector 1 Nombre del Nodo... Error! Bookmark not defined. 4.2 Diagrama de Comportamiento e Interacción... Error! Bookmark not defined. 2

3 Diagrama de Actividad... Error! Bookmark not defined Diagrama de Secuencia... Error! Bookmark not defined. 5. DISEÑO DE BAJO NIVEL Subsistema 1... Error! Bookmark not defined Componente 1... Error! Bookmark not defined. 6. DISEÑO DE INTERFACES DE USUARIO... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED Diseño general de la aplicación... Error! Bookmark not defined Árbol de navegabilidad... Error! Bookmark not defined. ANEXOS

4 Lista de Tablas Tabla 1: Historial de cambios... Error! Bookmark not defined. Tabla 2: Ventajas y Desventajas de Estilos Arquitectónicos... Error! Bookmark not defined. Tabla 3: Subsistema 1... Error! Bookmark not defined. Tabla 4: Componente 1... Error! Bookmark not defined. Tabla 5: Estrategias de Diseño... Error! Bookmark not defined. Tabla 6: Nodo 1... Error! Bookmark not defined. Tabla 7: Conector 1... Error! Bookmark not defined. Tabla 8: Documentación de clases... Error! Bookmark not defined. Tabla 9: Descripción de entradas y salidas... Error! Bookmark not defined. 4

5 Lista de Ilustraciones Ilustración 1: Descripción del sistema... Error! Bookmark not defined. Ilustración 2: Mapa de Diseño... Error! Bookmark not defined. Ilustración 3: Suposiciones generales... Error! Bookmark not defined. Ilustración 4: Restricciones... Error! Bookmark not defined. Ilustración 5: Entorno del Sistema... Error! Bookmark not defined. Ilustración 6: Administración de Riesgos... Error! Bookmark not defined. Ilustración 7: Apreciación Global... Error! Bookmark not defined. Ilustración 8: Capas Arquitectónicas... Error! Bookmark not defined. Ilustración 9: Diagrama de componentes... Error! Bookmark not defined. Ilustración 10: Subsistema Usuario 7 Texas Poker... Error! Bookmark not defined. Ilustración 11: Estrategias de Diseño... Error! Bookmark not defined. Ilustración 12: Descripción de Nodos... Error! Bookmark not defined. Ilustración 13: Descripción Conexiones... Error! Bookmark not defined. Ilustración 14: Nodo Usuario 7 Texas Poker... Error! Bookmark not defined. Ilustración 15: Diagrama de Actividad... Error! Bookmark not defined. Ilustración 16: Diagrama de secuencia... Error! Bookmark not defined. Ilustración 17: Diseño de bajo nivel... Error! Bookmark not defined. Ilustración 18: Niveles de diseño... Error! Bookmark not defined. Ilustración 19: Ejemplo diseño de bajo nivel... Error! Bookmark not defined. Ilustración 20: Ejemplo Descripción de Clase... Error! Bookmark not defined. Ilustración 21: Ejemplo Resumen de Métodos... Error! Bookmark not defined. Ilustración 22: Ejemplo descripción de método... Error! Bookmark not defined. Ilustración 23: Diseño general de la aplicación... Error! Bookmark not defined. Ilustración 24: Ejemplo árbol de navegabilidad... Error! Bookmark not defined. 5

6 1. Introducción 1.1 Descripción del Sistema Oportunidades a los inversionistas. En este caso los únicos inversionistas son la Pontificia Universidad Javeriana, el director del trabajo de grado, el asesor y el autor del mismo. Las oportunidades para cada uno de ellos se presentan a continuación. Pontificia Universidad Javeriana: La oportunidad de formalizar el diseño e implementación de un repositorio de objetos 3D propio, le brinda la oportunidad no solo de tener un producto de software nuevo, sino de poder ahondar más en las investigaciones del grupo TAKINA en cuanto al almacenamiento de objetos 3D. Director del trabajo de grado: Como uno de los investigadores involucrados en el grupo de investigación TAKINA, el principal beneficio es poder ahondar en estas investigaciones y en el desarrollo de productos que requieran el uso de repositorios de objetos 3D. Desde el punto de vista de investigación. Asesor del trabajo de grado: La estructuración interna del VSDK de VITRAL, ya que es necesario reformular parte de la estructura de este framework, para el funcionamiento del modulo de I/O. Autor del trabajo de grado: Aprender conceptos de computación grafica y ahondar sus conocimientos en el área de arquitecturas de software y modelado de datos Oportunidades para los usuarios finales Existen principalmente 2 usuarios finales para este producto, son los productores de modelos 3D y 2D que deseen alimentar y tomar objetos del repositorio, y usuarios desarrolladores que requieran en sus aplicaciones del repositorio de objetos 3D. Las oportunidades para estos usuarios se mencionan a continuación: Productores de modelos 3D y 2D: Tendrán una aplicación a la cual podrán acceder vía web para extraer modelos para sus nuevos diseños o para mejorarlos y podrán alimentar ese repositorio de objetos. Desarrolladores: Además de tener todo un banco de objetos para sus aplicaciones graficas, los desarrolladores podrán usar las funcionalidades del modulo en sus aplicaciones Descripción general de la arquitectura Como se menciona en el documento de descripción arquitectónica (SAD - SAD_2011_11_28.docx). Se tiene una arquitectura de componentes independientes con dos patrones principales que rigen partes fundamentales de la arquitectura, el patrón forwarder-receiver para la comunicación con los clientes de a aplicación y el patrón publicador-suscriptor para paralelizar y distribuir algunas de las tareas del modulo que no es necesario que sean sincrónicas. 6

7 1.2 Mapa del Diseño El diseño de la aplicación se ve reflejado en dos fases importantes. Diseño de alto nivel. o Diagrama de componentes o SAD (SAD_2011_11_28.docx ) Diseño detallado o de bajo nivel. o Diagrama de clases general de los componentes más relevantes de la arquitectura. 1.3 Definiciones, Acrónimos y Abreviaciones LETRA DEFINICIÓN, ABREVIATURAS Y ACRÓNIMOS A B C D E API: (Aplication Programming Interface) Interfaz de Programación de Aplicaciones, es un conjunto de especificaciones de comunicación entre componentes software. Browser: Software especial que se ejecuta en una computadora conectada a internet, mediante el cual los usuarios pueden ver páginas web. [5] CRUD: Conjunto de actividades sobre los datos (Crear, Leer, Actualizar, Eliminar) Desempeño: El grado en el que un sistema o componente realiza su función designada dentro de las restricciones de rapidez, precisión y uso de memoria.[4] DBMS: Sistema Manejador de Bases de Datos, ejemplos de estos son, oracle, postgres, mysql, sqlserver, entre otros. Enterprise Architect: herramienta de análisis y diseño intuitiva, flexible y poderosa para construir software robusto y mantenible. Desde la recolección de requerimientos, pasando por el análisis, modelado, implementación y pruebas hasta despliegue y mantenimiento, Enterprise Architect es una herramienta de modelado UML rápida, rica en funcionalidad, multiusuario, que conduce el éxito de su proyecto de software. [9] Escalabilidad: Propiedad de un sistema que le permite crecer en su número de usuarios de manera que el sistema los pueda soportar. [4] F Framework: Estructura de soporte definida en la cual otro proyecto de software puede ser organizado y desarrollado. Puede incluir soporte de 7

8 G H I J K L M N O P Q R S programas, librerías y un lenguaje de scripting entre otros. GUI: En el contexto del proceso de interacción persona-ordenador, la interfaz gráfica de usuario (IGU), provee una forma amigable de interacción con un sistema informático. JEE: Java Enterprise Edition JPA: Java Persistence Api. JMS: Java Message Service. JDK: Java Develpment Kit. JRE: Java Runtime Enviroment. JVM: Java Virtual Machine..NET: El Microsoft.NET Framework, es un componente de software que puede ser o es incluido en los sistemas operativos Microsoft Windows. Provee soluciones pre-codificadas para requerimientos comunes de los programas y gestiona la ejecución de programas escritos específicamente para este Framework.[7] Requerimiento: Condición o capacidad necesaria por un usuario para solucionar un problema o logar un objetivo. [4] Sistema de información: Sistema que administra la información de una organización, de manera que pueda ser utilizada por los Stakeholders para apoyar la toma de decisiones, cumplir las metas organizacionales y mejorar 8

9 y administrar los procesos de negocio.[13] T U V W StakeHolder: Son las personas que tiene relación directa con el sistema, estos pueden ser (gerente, cliente, desarrolladores, diseñadores y demás equipo de trabajo).[5] Sistema distribuido: Unión de componentes de hardware y software localizados en un red de computadoras comunicados y coordinados para realizar tareas mediante paso de mensajes.[9] SAD: Documento de arquitectura de software. MODULO I/O PARA OBJETOS 3D : Sistema informático que corresponde al software que manipulara el repositorio de objetos 3D. Servidor: computadora central en un sistema de red que provee servicios a otras computadoras.[7] Servidor de aplicaciones: Sistema de software con características especificas, el cual provee funcionalidades comunes a las aplicaciones empresariales, ejemplo de estos son GlassFish, JBOSS, WebLogic, Internet Information Server, entre otros. SRS: Documento de especificación de requerimientos de software. Tolerancia a fallos: Capacidad de un sistema o de un componente para continuar su funcionamiento normal a pesar de que ocurran fallos en el hardware. [9] Transparencia: Propiedad de un sistema distribuido para que el usuario lo vea como un solo sistema.[9] Usuario: Persona que va a utilizar el sistema. Usabilidad: facilidad con el que el usuario puede aprender a operar, preparar entradas y entender las salidas de un sistema o componente. [4] VITRAL: Contenedor de aplicaciones para computación grafica, de la Pontificia Universidad Javeriana. VSDK: Capa de VITRAL encargada de brindar todas las funcionalidades de lógica de computación grafica. 9

10 X Y Z 10

11 2.1 Suposiciones 2. Consideraciones de Diseño El equipo de trabajo. o El equipo de trabajo cuenta con los equipos físicos, tales como un equipo de cómputo en el cual se puede ejecutar el contenedor VITRAL y la última versión del VSDK. o Los equipos de computo cuentan con las herramientas necesarias para el diseño, el desarrollo y la ejecución del modulo, estas herramientas en términos de software son: Netbeans Enterprise Architect 7.1 o superior. Servidor de aplicaciones GlassFish 3.1 Motor de base de datos y conector jdbc del mismo, opciones para este motor pueden ser: Postgres. MySQL Oracle SQL-Server JDK 1.6 o superior. JRE 1.6 o superior. Los equipos de cómputo. o Conexión a las bases de datos que se utilicen. o Conexión en red local entre los nodos que vayan a realizar procesamiento distribuido. 2.2 Restricciones Dado que es un proyecto en el cual el componente investigativo guía los requerimientos, la única restricción externa importante del sistema es el desarrollo del producto en java. Este desarrollo en java le brindara independencia del sistema operativo. Las restricciones que se mencionan a continuación fueron definidas como producto de la investigación y del análisis del sistema. Restricciones generales. o Publicación en web para alimentación del repositorio desde internet. Características de usuario. o Los usuarios desarrolladores tienen que tener un nivel de conocimiento necesario para abordar la construcción de aplicaciones en el área de computación grafica. o Los usuarios que deseen alimentar el repositorio deben tener conocimientos de cómo manipular un navegador de internet para utilizar la interfaz web del modulo. o Los administradores de la aplicación deben tener conocimientos en la configuración de servidores de aplicaciones, manejo de JDBC, conexiones con bases de datos. Restricciones de Software o Es necesaria la instalación de GlassFish 3.1 como servidor de aplicaciones en el servidor que manipulara el tópico de publicaciones y la interfaz web. 11

12 2.3 Entorno del Sistema Básicamente el entorno del sistema intervienen los siguientes aspectos de software y hardware Browser, para la interfaz web del repositorio. JRE como ambiente de ejecución. GlassFish 3.1 Motor de base de datos. VITRAL. 12

13 3. Arquitectura Para ver toda la especificación de la arquitectura remítase al documento (SAD_2011_11_28.docx) 13

14 4.1 Diagrama de despliegue 4. Diseño de Alto Nivel Para una mejor documentación de este diagrama y vista arquitectónica por favor remítase al documento anexo del SAD (Vista de despliegue EA_2011_11_27.rtf) 14

15 5. Diseño de Bajo Nivel Para la especificación del diseño del sistema a nivel de subsistemas, componentes y clases se encuentra de forma detallada en el anexo del SAD (Vista de implementacion EA_2011_11_28.rtf) 15

16 Anexos 16

17 REFERENCIAS [1] Garlan D. et al, An Introduction to Software Architecture, Enero 1994, Carnegie Mellon University [2] Avila J, Estilos Arquitectónicos, Disponible en [3] IronWorks, Descripción Del Diseño De Software 7 Texas Poker, Primer Semestre 2007, Pontificia Universidad Javeriana [4] Bruegge B, Dutoit AH. Ingeniería de Software orientada a objetos. 1st ed. Trujano G. México: Pearson Educación; [5] IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), IEEE Recommended Practice for Software Design Descriptions, IEEE-SA Standards Board, Septiembre [6] Pender T, UML Bible, Wiley Publishing Inc. Publicado en 2003 [7] Construx Software, DESIGN - CXOne Standard, Construx Software Builder, Inc, Noviembre [8] Larman C. UML Y PATRONES. Una introducción al análisis y diseño orientado a objetos y al proceso unificado. 2nd ed. Aragon DF. Madrid: Pearson Educación. S.A.; [9] Booch G. et al, El lenguaje Unificado de Modelado, Manual de Referencia. Rational Software Corporation. Publicado en 2000 [10] Construx Software, DESIGN - CXOne Guide, Construx Software Builder, Inc, Noviembre [11] Gill C. CSE 432S: Project Low Level Design. Washington University, Departamento de Ciencia y Computación, Febrero [12] Mcconnell S. Code Complete, capítulo 5 Desing in Construction. Segunda edición. Disponible en: ww.cc2e.com/file.ashx?cid=336 17