Introducción al Software basado en Componentes. Conceptos fundamentales

Transcripción

1 Introducción al Software basado en Juan José Moreno Navarro Curso de Doctorado LSIIS (junto con L.A. Fredlund) Sistemas con componentes software Interfaces. Interoperabilidad. Composicionalidad de componentes. Nuevas técnicas de Ingeniería de Software, Programación, Validación, etc. Componente software Unidad de composición de aplicaciones software, que posee un conjunto de interfaces y un conjunto de requisitos, y que ha de poder ser desarrollado, adquirido, incorporado al sistema y compuesto con otros componentes de forma independiente, en tiempo y espacio. Sistema basado en componentes Conjunto de mecanismos y herramientas que permiten la creación e interconexión de componentes software, junto con una colección de servicios para facilitar las labores de los componentes que residen y se ejecutan en él.

2 Modelo de componentes Definición de la forma de sus interfaces y los mecanismos para interconectarlos (DCE, COM, JavaBeans, Corba,.NET framework). Plataforma de componentes Entorno de desarrollo y de ejecución de componentes que permiten aislar la mayor parte de las dificultades conceptuales y técnicas que conlleva la construcción de aplicaciones basadas en las componentes de un modelo de componentes concreto (Windows - COM, Orbix - Corba,.NET). Interfaz de un componente Determina las operaciones que el componente implementa como las que precisa utilizar de otros componentes durante la ejecución.. Usualmente son los atributos y métodos públicos que el componente implementa más los eventos que emite. Eventos Especifican la forma en la que el componente notifica al exterior una respuesta a un estímulo externo o bien un cambio en una condición interna. Se especifica la signatura y la condición para que se produzca, pero no cómo tratarlo. Interacción entre componentes Para los métodos públicos se utiliza RPC. Para los eventos: publish-and-suscribe: Comunicación directa: Los receptores se registran en el emisor que les envía los eventos cuando se producen. Comunicación indirecta: Usan distribuidores que notifican los eventos de otros emisores. O bien los receptores se registran en los distribuidores o bien se utiliza radiado total o parcial (broadcast - multicast)

3 Contenedores Entidades software que permiten contener a otras entidades proporcionando un entorno compartido de interacción. Normalmente objetos y componentes visuales que a su vez pueden contener otros componente visuales. La relación se establece mediante eventos. Ejemplos: Escritorio. Meta-información Información adicional de un componente que suele hacerse pública. La idea es que con esta información un componente puede saber cómo utilizar otro componente: Reflexión Información general Referencias externas Descriptor de tipo Interfaces Clases / atributos / métodos Entornos de desarrollo integrados IDE: Aplicación (visual) que permite la construcción de aplicaciones a través de componentes. Incluyen editores, browsers, ayudas, directorios de componentes, compiladores, depuradores, herramientas de control de configuración, etc. Visual Studio (Microsoft), Visual Age (IBM), VisualCafe

4 Interoperabilidad Capacidad de dos o más componentes para comunicarse y cooperar de forma compatible entre sí. Interoperabilidad sintáctica: Signatura (tipos) de los argumentos. Interoperabilidad a nivel de protocolos: Ordenes relativos de los mensajes recibidos y la sincronización entre ellos. Interoperabilidad semántica: Las anteriores y además la funcionalidad de las operaciones. Estándares de interoperabilidad Garantizan la interoperabilidad - Corba, JavaBeans Características de los SBC Distribución Los componentes residen en diversas máquinas integrantes de una red. Heterogeneidad Se ejecutan en diferentes plataformas, sistemas operativos, escritos en diferentes lenguajes, diferentes desarrolladores. Independencia de la extensibilidad Modificables y ampliables añadiendo nuevas componentes. Dinamismo Sujetos a evolución por ampliación, desaparición, sustitución de componentes o reconfigurando las relaciones entre ellos. Variaciones de la noción de componente Wallnau: Unidad de sw con funcionalidad y complejidad significativa, considerada como caja negra y de grano grueso. Nierstrasz y Meijler: Grano grueso o grano fino (desde botones y ventanas de diálogo hasta hojas de cálculo). Szyperski: Unidad binaria de composición carente de estado caracterizado por su interfaz, que debe definir tanto la funcionalidad como las dependencias del contexto (funcionalidad del entorno, plataforma de ejecución, etc.)

5 Variaciones de la noción de componente Meyer: Noción fundamental: es sw orientado al cliente: que permita se utilizado por otros elementos de sw sin intervención de los autores. Implica una completa especificación de su comportamiento y funcionalidad. Típica aplicación con componentes datos de venta Sistema de facturación Servicios internos de la corporación identificación calendario notificación y mensajes Servicios del entorno de desarrollo Servicio sw de entrega Sistema de almacén directorio de clientes y búsqueda Servicio geográfico de mapas aceptación de tarjetas de crédito Servicios web de terceros Variante natural de la programación orientada a objetos para los sistemas abiertos. Nuevos elementos: los aspectos composicionales distintos a los aspectos computacionales: Los objetos no son unidades de composición independientes de las aplicaciones. Los interfaces de los objetos son de muy bajo nivel para la reutilización.

6 Objetivo: Construir un mercado global de componentes (MGC) cuyos usuarios son los propios desarrolladores de aplicaciones que necesitan reutilizar componentes ya hechos y probados para construir sus aplicaciones de forma más rápida y robusta o que quieren añadir funcionalidad dependiente de terceros. PITAC: Señala las componentes y la creación de un repositorio de componentes para todo EEUU como un área prioritaria. Entidades básicas: - cajas negras que encapsulan cierta funcionalidad y que son diseñadas para el MGC sin saber quién las utilizará, ni cómo, ni cuándo. No se modifica su implementación Importante: Diseño y desarrollo de componentes - nuevas técnicas. Composición tardía: Composición en un tiempo posterior al de la compilación de la componente (montaje, carga o ejecución) y por alguien ajeno a su desarrollo. Solo se conoce su interfaz o contrato. No se conocen detalles de la implementación. No se conoce la forma en la que fue concebido para ser usado.

7 Entornos: Conjunto de recursos y componentes que rodean a un objeto o componente y que definen las acciones que sobre él se solicitan así como su comportamiento. Entorno de ejecución: Ambiente para el que fue construido y donde se ejecuta normalmente. Entorno de diseño: Entorno restringido que se utiliza para localizar, configurar, especializar y probar los componentes que van a formar parte de una aplicación. Eventos Mecanismo de comunicación por el que se pueden propagar las situaciones que ocurren en un sistema de forma asíncrona. Emitidos para avisar a los componentes de su entorno de cambios en su estado o de otras circunstancias especiales (excepciones). Comunicación mediante publish-and-suscribe. Reutilización Habilidad de un componente para ser utilizado en contextos distintos a aquellos para los que fue diseñado. Reutilizar no significa utilizar más de una vez. Contratos Especificación que se añade a la interfaz de un componente y que establece las condiciones de uso e implementación que ligan a los clientes y proveedores del componente. Cubren aspectos funcionales y no funcionales.

8 Polimorfismo Habilidad de un componente de mostrarse de diferentes formas, dependiendo del contexto. Usual: sobrecarga de operadores genericidad de componentes (monedas, almacenes) Reemplazabilidad o capacidad de un componente de reeemplazar a otro sin violar los contratos. Polimorfismo acotado, para indicar restricciones sobre los tipos sobre los que se puede parametrizar una componente. Seguridad Garantía que debe ofrecer un componente que respeta sus interfaces y contratos. De tipos: Asegura que las invocaciones usan parámetros adecuados (o supertipos) y que los valores que devuelven son del tipo adecuado (o subtipos). De módulo: Asegura que solo se utilizan los servicios ajenos al componente que se han declarado. Reflexión: Habilidad para conocer y modificar el estado de un componente