Arquitetura de Software Parte 1/3 Introdução* Jorge H. C. Fernandes Junho de 1999

Transcrição

1 Arquitetura de Software Parte 1/3 Introdução* Jorge H. C. Fernandes Junho de 1999

2 Arquitetura de Software Este curso é baseado no livro Software Architecture in Practice, de Len Bass, Paul Clements and Rick Kazman. Addison-Wesley, 1998.

3 Bibliografia Software Architecture in Practice. Len Bass, Paul Clements and Rick Kazman. Addison-Wesley, Software Architecture: Perspectives on an Emerging Discipline. Mary Shaw and David Garlan. Prentice-Hall, 1996.

4 Conteúdo O que é Arquitetura de Software? Arquitetura versus Design Visões Arquiteturais Estilos, Modelos e Arquiteturas de Software Estilos Arquiteturais Indicações de Uso de Estilos Arquiteturais

5 O que é Arquitetura de Software?

6 Arquitetura de Software (de um Programa ou Sistema Computacional) É a estrutura, ou as estruturas, do sistema composta por: Seus componentes de software; As propriedades externamente visíveis destes componentes; Os relacionamentos entre estes Dependem da natureza dos componentes

7 Componentes são Abstrações Objetos? Processos? Processadores? Bibliotecas? Bases de Dados? Produtos Comerciais? São OMITIDAS as informações sobre componentes que NÃO são pertinentes às interações entre eles Detalhes privados dos componentes NÃO pertencem à arquitetura

8 Propriedades Externamente Visíveis Dependem da abstração que se está observando, como: Métodos que provê (objetos, classes); Características de desempenho (processador, rede); Tratamento de erros (módulos); Uso de recursos compartilhados (funções); etc.

9 Arquitetura versus Design

10 Arquitetura versus Design Design Objetiva a realização do sistema como uma entidade funcional Faz parte do software life-cycle Resulta dos requisitos técnicos que o sistema deve satisfazer. Arquitetura Considera um maior escopo de requisitos confiabilidade, baixo custo, modificabilidade, segurança, turnover de pessoal, time-to-market horizonte de tempo que extrapola a vida de um sistema em particular Representa a organização que a co-produz

11 Todo Sistema de Software Possui uma Arquitetura Que pode não ser conhecida pelos usuários do sistema, pelos responsáveis pela sua operação O comportamento externo de cada componente é parte integrante da arquitetura

12 Arquitetura de Software: Primeiras Decisões de Projeto Restringe a implementação Direciona estrutura organizacional Inibe e estimula atributos de qualidade do sistema Permitem predições sobre qualidade dos sistemas Facilita análise e gerência de mudanças Auxilia prototipagem evolucionária

13 Visões Arquiteturais

14 Sistemas possuem mais de uma Estrutura Diversos pontos de vista Times e sub-times de programação Processos e sincronizações Módulos e processos Subdivisão e sincronização Desenvolvimento versus runtime

15 Visões (ou estruturas) Arquiteturais mais Comuns Estrutura de Módulos Estrutura Lógica ou Conceitual Estrutura de Processo ou de Coordenação Estrutura Física Estrutura de Usos Estrutura de Chamadas Unidade Fluxo de Dados Relação Fluxo de Controle Estrutura de Classes Unidade Relação Relação Unidade

16 Estrutura de Módulos Unidades são atribuições de tarefas, associadas a especificações de interfaces, código, planos de teste Se ligam pela relação é-sub-módulo, compartilhasegredos-com São usadas para alocação de recursos, planejamento e estruturação do desenvolvimento, encapsulamento, controle de configuração Módulo A Sub-Módulo Importa Módulo B Módulo C

17 Estrutura Lógica ou Conceitual Abstração dos requisitos funcionais de um sistema Unidades são funções Se interligam através da relação compartilham-dadoscom Facilitam compreensão do espaço de problemas Modelos de referência em geral são estruturas lógicas Função A Compartilha dados Compartilha dados Função B função C

18 Estrutura de Processo ou de Coordenação Trata de aspectos dinâmicos de um sistema em execução As unidades são processos ou threads Se ligam através de relações sincronizam-com, nãopodem-executar-sem, não-podem-executar-com, e outras relações tratando de sincronização e concorrência Permitem análise de escalonamento e de desempenho Processo A Sincroniza Depende Processo C Processo B Compete com

19 Estrutura Física Mapeamento do software no hardware Unidades são processadores Se ligam através da relação comunica-se com Permitem avaliação de performance, disponibilidade e segurança Processador Processador Processador Bridge

20 Estrutura de Usos Unidades são procedimentos ou módulos Se ligam através da relação necessitam-da-presençade Facilitam a construção de sub-conjuntos de desenvolvimento Módulo A Usa Usa Módulo C Usa Módulo B

21 Estrutura de Chamadas Unidades são programas ou sub-procedimentos Interagem pela relação chama ou invoca-comparâmetros Permite rastrear o fluxo de execução de um programa e eliminação de gargalos Programa A Invoca (parâmetros) Invoca (parâmetros) Programa C Programa B Invoca (parâmetros)

22 Fluxo de Dados Unidades são programas ou módulos Ligam-se através da relação pode-enviar-dados-para Útil para rastrear requisitos funcionais Módulo A Dados Dados Módulo C Dados Módulo B

23 Fluxo de Controle Unidades são programas, módulos ou estados do sistema Ligam-se pela relação se-tornam-ativos-após Útil para verificar o comportamento funcional do sistema e temporização Pode ser idêntico à estrutura de chamada quando o controle se dá exclusivamente pela invocação Programa A Ativa Ativa Programa C Módulo B Precede

24 Estrutura de Classes Unidades são objetos e classes. As relações são herda-de, é-uma-instância-de Facilitam o projeto de sistemas orientados a objetos Client Abstraction operation() imp imp.operationimpl(); Implementor operationimp() RefinedAbstraction ConcreteImplementorA operationimp() ConcreteImplementorB operationimp()

25 Estilos, Modelos e Arquiteturas

26 Conceitos usados em Arquitetura e Design Estilos Arquiteturais Modelos de Referência Arquiteturas de Referência Arquitetura de Software Arquitetura de Sistema

27 Relacionamentos Modelo de Referência Estilo Arquitetural Arquitetura de Referência Arquitetura de Software Arquitetura de Sistema

28 Estilos Arquiteturais Descrição dos tipos de componentes Padrões de Controle de execução Transferência de dados Restrições sobre uma arquitetura cliente-servidor, pipes-e-filtros, camadas, etc

29 Modelo de Referência Divisão de funcionalidade em partes, juntamente com o fluxo de dados entre estas Características de domínios amadurecidos Compiladores, DBMS, WWW, j2ee, etc

30 Arquitetura de Referência Modelo de referência mapeado em: Componentes de software (os quais irão cooperativamente implementar a funcionalidade definida no modelo de referência) Fluxos de dados entre os componentes

31 Arquitetura de sistema É o que está sendo executado Processos Processadores CPU Memória Configuração atual da rede (backbone, routers, bridges, etc) Mapeamento de processos para servidores

32 Estilos Arquiteturais mais Comuns (Mary Shaw, 96) Data flow Batch Pipes e filtros Chamada e retorno Programa principal e subrotinas Remote Procedure Call Orientado a objetos/tad Camadas Componentes Independentes Processos comunicantes Cliente/Servidor Sistemas de eventos Invocação Implícita Centrado em Dados Repositório Blackboard Máquina virtual Interpretador

33 Arquitetura de Software Parte 1/3 - Introdução Jorge H. C. Fernandes Junho de 1999