Arquitetura de Software Parte 2/3-Estilos Arquiteturais. Jorge H. C. Fernandes Junho de 1999
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1 Arquitetura de Software Parte 2/3-Estilos Arquiteturais Jorge H. C. Fernandes Junho de 1999
2 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
3 Arquiteturas Data-Flow O sistema realiza uma série de transformações sucessivas sobre uma cadeia de dados A meta é reuso e modificabilidade Principais Estilos Batch sequencial Pipes e filtros
4 Arquiteturas Data-Flow Batch Sequencial Componentes ou etapas do processamento são programas independentes, e cada etapa ocorre após o término da outra Dados são transmitidos em um bloco entre as etapas (ou componentes) Data Entry Fita Validação Fita Classificação Fita Fita Atualização Fita Relatório Relatório
5 Arquiteturas Data-Flow Pipes e Filtros Transformação incremental de dados, efetuada por vários componentes em sucessão Filtros são tradutores de dados (usam pouco contexto) Pipes conectam filtros (stateless) Composição de funções Filtro #1 Dados Dados Dados Dados Filtro #2 Dados Dados Dados Dados Filtro #3 Dados Dados Pipe Pipe
6 Arquiteturas Data-Flow Pipes e Filtros Vantagens e Desvantagens Interatividade e cooperatividade entre filtros é difícil Baixa performance Abstração de dados é primitiva Gerencia de buffers Simplicidade Facilidades para compor e paralelizar o sistema
7 Arquiteturas de Chamada e Retorno Criam sistemas modificáveis e escaláveis Dominada pela ordem da computação, normalmente com um único thread de controle Principais Estilos Programa principal e sub-rotinas Remote Procedure Call - RPC Orientada a Objetos/ADT Camadas
8 Arquiteturas de Chamada e Retorno Programa Principal e Subrotinas Decompor e hierarquizar Controle e dados são passados em conjunto
9 Arquiteturas de Chamada e Retorno Remote Procedure Call Subrotinas executam em outras máquinas conectadas através de uma rede
10 Arquiteturas de Chamada e Retorno Orientada a Objetos/TAD Enfatiza o agrupamento de dados + conhecimento acerca de como manipular os dados Orientação a Objetos = TAD+herança+polimorfismo
11 Arquiteturas de Chamada e Retorno Sistemas em Camadas Componentes são alocados a camadas que controlam interação Cada componente se comunica (sempre que possível) apenas com os das camadas vizinhas Interface Sistema Utilitários Core
12 Arquiteturas de Componentes Independentes Processos independentes que se comunicam através de mensagens Alto grau de modificabilidade através do desacoplamento de várias porções da computação Envio de dados entre processos, normalmente sem controlar a execução de cada um deles. Principais Estilos Processos Comunicantes Sistemas de Eventos Invocação implícita
13 Arquiteturas de Componentes Independentes Processos Comunicantes Sistemas multiprocessados clássicos Várias especializações Lightweight Processes Distributed Objects Networkof Filters Client-Server(Request-Reply) Heartbeat Probe/echo Broadcast Token Passing Decentralized servers Replicated Workers
14 Arquiteturas de Componentes Independentes Sistemas de Eventos Desacoplamento entre consumidores e produtores de eventos Escalabilidade Adição de novos observadores para eventos que já são produzidos Invocação implícita O produtor de eventos não controla quem será notificado ou quando ele será notificado
15 Arquiteturas de Componentes Independentes: Invocação Implícita Publish/Subscribe Paradigm Event Producer Event Consumer Advertise Publish Consumer Interface Unsubscribe Subscribe Unadvertise Notify Event Notification Structure
16 Arquiteturas de Componentes Independentes: Invocação Implícita Observable/Observer Paradigm Event Producer Listen Unlisten Event Consumer Consumer Interface Notify Notify Event Dispatcher Structure
17 Arquiteturas Centrada em Dados A meta é a integração de dados Descreve o acesso e atualização de repositórios de dados amplamente acessíveis Dominada por um complexo depósito de dados centralizado, manipulado por computações independentes Depósitos de dados podem ser passivos (arquivos, bases de dados) ou ativos (ex: blackboard) Principais estilos Repositório Blackboard
18 Arquiteturas Centradas em Dados Repositório Cliente Cliente Dados Compartilhados Cliente Cliente
19 Arquiteturas Centradas em Dados Blackboard Cliente Cliente Blackboard Cliente Cliente
20 Arquiteturas de Máquina Virtual Simulam uma funcionalidade que não é nativa do hardware ou do software onde ela não é implementada A meta é portabilidade Simuladores de Software (linguagens - Java VM) ou Hardware (arquiteturas de sistema) Inputs Outputs Data (Program State) Data Interpretation Engine Updates State Data Selected Instruction Selected Data Program Being Interpreted Program Instructions Internal State
21 Estilos Arquiteturais: Indicações de Uso
22 Arquiteturas Data-Flow As interfaces entre os componentes são simples O sistema produz resultados simples e bem identificáveis que derivam diretamente da transformação seqüencial de uma entrada facilmente identificável A relação entre entrada e saídas é temporalmente independente
23 Arquiteturas Data-Flow Batch-Seqüencial Existe uma única saída, resultante de uma única entrada de dados As transformações são seqüenciais
24 Arquiteturas Data-Flow Pipes e Filtros A computação envolve transformações sobre uma cadeia de dados contínua As transformações são incrementais. Uma transformação pode executar antes do término do passo anterior
25 Arquiteturas de Chamada e Retorno A ordem da computação é fixa Componentes não podem fazer progresso enquanto aguardando o resultado das chamadas
26 Arquiteturas de Chamada e Retorno Orientada a Objetos Modificabilidade e Integrabilidade são requisitos de qualidade Information-Hiding produz muitos módulos similares, que no decorrer do desenvolvimento e testes se beneficiam do uso de herança
27 Arquiteturas de Chamada e Retorno Sistemas em Camadas As tarefas do sistema podem ser particionadas entre específicas da aplicação e; genéricas a muitas aplicações, mas específicas à plataforma subjacente Portabilidade é importante Você pode usar uma infra-estrutura de computação pré-existente
28 Arquiteturas de Componentes Independentes O sistema executa em uma plataforma multi-processada (ou pode sê-lo no futuro) O sistema pode ser estruturado como um conjunto de componentes fracamente acoplados, de modo que um componente pode fazer progressos de forma independente dos outros. Ajuste de desempenho é importante seja através da re-alocação de tarefas a processos, seja através da re-alocação de processos a processadores
29 Arquiteturas de Componentes Independentes Processos Comunicantes Lightweight Processes Acesso a dados compartilhados é crítico para manutenção de desempenho Objetos Distribuídos OO + Componentes Independentes Redes de filtros Data-Flow + Componentes Independentes Cliente-Servidor As tarefas podem ser divididas enter geradores de pedidos (ou consumidores de dados) executores de pedidos (ou produtores de dados)
30 Arquiteturas de Componentes Independentes Sistemas Baseados em Eventos Quando é necessário desacoplar consumidores e produtores de eventos Quando é necessário escalabilidade, permitindo-se a adição de novos processos ao sistema, os quais serão integrados a eventos já sinalizados no sistema
31 Arquiteturas Centradas em Dados As questões importantes são o armazenamento, representação, gerenciamento e recuperação de uma grande quantidade de dados persistentes
32 Arquiteturas de Máquina Virtual Não existe uma máquina que execute um modelo computacional que foi projetado
33 Arquitetura de Software Parte 2/3-Estilos Arquiteturais Jorge H. C. Fernandes Junho de 1999
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