Projeto de Arquitetura Objetivos. Tópicos abordados. Arquitetura de software. Vantagens da arquitetura explícita

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1 Prjet de Arquitetura Objetivs Apresentar prjet de arquitetura e discutir sua imprtância Explicar as decisões de prjet de arquitetura que têm de ser feitas Apresentar três estils cmplementares de arquitetura que abrangem a rganizaçã, decmpsiçã e cntrle Discutir cm as arquiteturas de referência sã usadas para cmunicar e cmparar arquiteturas Decisões de prjet de arquitetura Organizaçã de sistema Estils de decmpsiçã mdular Mdels de cntrle Arquiteturas de referência Tópics abrdads Arquitetura de sftware O prcess de prjet para identificar s subsistemas que cnstituem um sistema e framewrk para cntrle e cmunicaçã de subsistema é denminad prjet de arquitetura. A saída desse prcess de prjet é uma descriçã da arquitetura de sftware. Prjet de arquitetura É primeir estági d prcess de prjet de sistema. Representa a ligaçã entre s prcesss de especificaçã e de prjet. É freqüentemente cnduzid em paralel cm algumas atividades de especificaçã. Envlve a identificaçã ds cmpnentes principais d sistema e suas cmunicações. Vantagens da arquitetura explícita Cmunicaçã de stakehlders : A arquitetura pde ser usada cm um fc de discussã pels stakehlders d sistema. Análise de sistema : Se há pssibilidade de sistema atender a seus requisits nã funcinais. Reus em larga escala : A arquitetura pde ser reusável em uma variedade de sistemas. Características de arquitetura e de sistema A arquitetura de sistema afeta desempenh, facilidade de distribuiçã e de manutençã de um sistema. O estil e a estrutura esclhids para uma aplicaçã pdem depender ds requisits nã funcinais d sistema. Desempenh : Lcalizar perações críticas e minimizar cmunicações. Usar cmpnentes de alta a invés de baixa granularidade. Prteçã : Usar uma arquitetura em camadas cm itens crítics nas camadas mais internas. Segurança : Lcalizar características críticas de segurança em um pequen númer de subsistemas. Dispnibilidade : Incluir cmpnentes redundantes e mecanisms para tlerância à falhas. Facilidade de manutençã: Usar cmpnentes substituíveis e de baixa granulariade. Cnflits de arquitetura O us de cmpnentes de alta granularidade aprimra desempenh mas diminui a facilidade de manutençã. A intrduçã de dads redundantes aprimra a dispnibilidade, mas trna a prteçã mais difícil. A lcalizar características relacinadas à segurança, geralmente significa mair cmunicaçã

2 e, pr essa razã, desempenh é degradad. Estruturaçã de sistema Está relacinad à decmpsiçã d sistema em subsistemas que interagem. O prjet de arquitetura é nrmalmente express cm um diagrama de blcs que apresentam uma visã geral da estrutura d sistema. Mdels mais específics que mstram cm s subsistemas cmpartilham dads, cm sã distribuíds e cm interfaceiam uns cm s utrs, também pdem ser desenvlvids. Sistema de cntrle rbtizad de empactament Diagramas caixa e linha Muit abstrat nã mstram a natureza ds relacinament de cmpnentes, nem as prpriedades externamente visíveis ds subsistemas. Cntud, sã úteis para cmunicaçã cm s stakehlders e para planejament de prjet. Decisões de prjet de arquitetura Prjet de arquitetura é um prcess criativ cujas atividades diferem radicalmente dependend d tip de sistema que está send desenvlvid. Cntud, uma série de decisões cmuns afetam tds s prcesss de prjet. Decisões de prjet de arquitetura Existe uma arquitetura genérica de aplicaçã que pssa ser usada? Cm sistema será distribuíd? Quais estils de arquitetura sã aprpriads? Qual será a abrdagem fundamental usada para estruturar sistema? Cm sistema será decmpst em móduls? Qual estratégia deve ser usada? Cm prjet de arquitetura será avaliad? Cm a arquitetura d sistema deve ser dcumentada? Reus de arquitetura Sistemas d mesm dmíni freqüentemente têm arquiteturas similares que refletem s cnceits de dmíni. As linhas d prdut de aplicaçã sã cnstruídas em trn de um núcle de arquitetura cm variantes que satisfazem requisits específics de clientes. As arquiteturas de aplicaçã sã abrdadas n Capítul 13, e linhas de prdut n Capítul 18. Estils de arquitetura O mdel de arquitetura de um sistema pde estar de acrd cm um mdel u cm um estil genéric de arquitetura. A cnsciência desses estils pde simplificar prblema de definiçã de arquiteturas de sistema. Cntud, a mairia ds sistemas de grande prte sã hetergênes e nã seguem um únic estil de arquitetura. Mdels de arquitetura Sã usads para dcumentar um prjet de arquitetura. dels estátics de estrutura que mstram s principais cmpnentes d sistema. Um mdel dinâmic de prcess que mstra a estrutura de prcess d sistema. Um mdel de interface que define as interfaces de subsistemas. Mdels de relacinaments, tal cm um mdel de flux de dads, que mstra s relacinaments ds subsistemas. Um mdel de distribuiçã que mstra cm subsistemas sã distribuíds pels

3 cmputadres. Organizaçã de sistema Reflete a estratégia básica que é usada para estruturar um sistema. Três estils de rganizações sã amplamente usads: O estil de repsitóri de dads cmpartilhads; Estil de serviçs e servidres cmpartilhads; Estil de máquina abstrata u em camadas. Mdel de repsitóri Os subsistemas devem trcar dads. Iss pde ser feit de duas maneiras: Os dads cmpartilhads sã mantids em um banc de dads central u repsitóri e pdem ser acessads pr tds s subsistemas; Cada subsistema mantém seu própri banc de dads e passa dads explicitamente para utrs subsistemas. Quand grandes quantidades de dads sã cmpartilhadas, mdel de repsitóri de cmpartilhament é mais usad. Arquitetura de cnjunt de ferramentas CASE Características de mdel de repsitóri Vantagens É uma maneira eficiente de cmpartilhar grandes quantidades de dads; Os subsistemas nã necessitam saber cm s dads sã prduzids pel gerenciament centralizad, pr exempl, backup, prteçã, etc. Um mdel de cmpartilhament é publicad cm esquema de repsitóri. Desvantagens Os subsistemas devem estar de acrd cm um mdel de dads d repsitóri. É, inevitavelmente, um cmprmiss; A evluçã de dads é difícil e dispendisa; Nã há escp para plíticas específicas de gerenciament; Dificuldade para distribuirde frma eficiente. Mdel cliente-servidr É um mdel distribuíd de sistema que mstra cm dad e prcessament sã distribuíds pr uma variedade de cmpnentes. Estabelece servidres independentes que frnecem serviçs específics, tais cm impressã, gerenciament de dads, etc. Estabelece clientes que acessam esses serviçs. É uma rede que permite as clientes acessar s servidres. Bibliteca de filmes e ftgrafias Características de cliente-servidr Vantagens A distribuiçã de dads é direta; Faz us efetiv ds sistemas em rede. Pde slicitar hardware mais barat; É fácil adicinar nvs servidres u atualizar servidres existentes. Desvantagens Nenhum mdel de dads cmpartilhad e, dessa frma, s subsistemas usam diferentes rganizações de dads; pr iss, a trca de dads pde ser ineficiente. Gerenciament redundante em cada servidr; Nenhum registr central de nmes e serviçs pde ser difícil descbrir quais

4 servidres e serviçs estã dispníveis. Mdel de máquina abstrata (em camadas) Usad para mdelar interfaceament ds subsistemas. Organiza sistema em um cnjunt de camadas (u máquinas abstratas), cada uma das quais frnecend um cnjunt de serviçs. Apóia desenvlviment incremental ds subsistemas em camadas diferentes. Quand uma camada de interface muda, smente a camada adjacente é afetada. Cntud, é freqüentemente artificial estruturar sistemas dessa maneira. Sistema de gerenciament de versões Estils de decmpsiçã mdular Estils de decmpsiçã de subsistemas em móduls. Nã há distinçã rígida entre rganizaçã de sistema e decmpsiçã mdular. Subsistemas e móduls Um subsistema é um sistema em si cuja peraçã nã depende ds serviçs frnecids pr utrs subsistemas. Um módul é um cmpnente de sistema que frnece serviçs para utrs móduls; nã é nrmalmente cnsiderad um sistema separad. Decmpsiçã mdular É um utr nível de estrutura nde s subsistemas sã decmpsts em móduls. Dis mdels de decmpsiçã mdular pdem ser usads Um mdel de bjet nde sistema é decmpst em bjets que se cmunicam; Um mdel de pipeline u flux de dads nde sistema é decmpst em móduls funcinais que transfrmam entradas em saídas. Se pssível, decisões sbre cncrrência devem ser pstergadas até que s móduls estejam implementads. Mdels de bjets Estruturar sistema em um cnjunt de bjets fracamente acplads cm interfaces bem definidas. A decmpsiçã rientada a bjets está relacinada à identificaçã de classes de bjets, as seus atributs e às suas perações. Quand implementads, s bjets sã criads a partir dessas classes e um tip de cntrle é usad para crdenar as perações de bjets. Sistema de prcessament de faturas Vantagens d mdel de bjets Objets nã sã firmemente acplads e, desse md, sua implementaçã pde ser mdificada sem afetar utrs bjets. Os bjets pdem refletir entidades d mund real. Linguagens de implementaçã rientada a bjet sã amplamente usadas. Cntud, mudanças de interface de bjet pdem causar prblemas e entidades cmplexas pdem ser difíceis de representar cm bjets. Pipelining rientad a funções Transfrmações funcinais prcessam suas entradas para prduzir saídas. Pde ser chamad de estil de dut (pipe) e filtr (cm n shell UNIX) Variações dessa abrdagem sã muit cmuns. Quand as transfrmações sã seqüenciais, iss é um mdel seqüencil em ltes, que é extensivamente usad em sistemas de prcessament de dads. Nã é realmente adequad para sistemas interativs.

5 Sistema de prcessament de faturas Vantagens d mdel de pipeline Apóia reus de transfrmações. Organizaçã intuitiva para cmunicaçã cm stakehlders. É fácil adicinar nvas transfrmações. É relativamente simples implementar cm sistema cncrrente u seqüencial. Cntud, requer um frmat cmum para a transferência de dads a lng d pipeline e api a interações baseadas em events é difícil. Mdels de cntrle Diferente d mdel de decmpsiçã de sistema, s mdels de cntrle estã relacinads a flux de cntrle entre subsistemas Cntrle centralizad Um subsistema tem respnsabilidade glbal pel cntrle, e inicia e pára utrs sistemas. Cntrle basead em events Cada subsistema pde respnder a events gerads externamente a partir de utrs subsistemas u d ambiente d sistema. Cntrle centralizad Um subsistema de cntrle é respnsável pel gerenciament da execuçã de utrs subsistemas. Mdel chamada-retrn É mdel de subrtina tp-dwn nde cntrle inicia n tp de uma hierarquia de subrtina, e se mve para baix da hierarquia. É aplicável a sistemas seqüenciais. Mdel de gerenciadr É aplicável a sistemas cncrrentes. Um cmpnente de sistema cntrla a parada, iníci e a crdenaçã de utrs prcesss de sistema. Pde ser implementad em sistemas seqüenciais cm uma declaraçã Case. Mdel chamada-retrn Cntrle de sistema temp real Sistemas rientads a events Dirigids pr events gerads externamente nde timing ds events está fra d cntrle ds subsistemas que prcessam event. Dis mdels dirigids a events principais Mdels de bradcast. Um event é transmitid a tds s subsistemas. Qualquer subsistema prgramad para manipular esse event pde respnder a ele. Mdels rientads a interrupções. Usad em sistemas de temp real nde as interrupções sã detectadas pr um tratadr de interrupções e passadas pr algum utr cmpnente para prcessament. Outrs mdels dirigids a events incluem sistemas de planilhas e de prduçã. Mdel de bradcast É efetiv na integraçã de subsistemas em cmputadres diferentes em uma rede. Subsistemas registram um interesse em events específics. Quand estes crrem, cntrle é transferid para subsistema que pde tratar event. A plítica de cntrle nã é embutida n tratadr de events e mensagens. Os subsistemas decidem sbre s events de seu interesse. Cntud, s subsistemas nã sabem se um event será tratad e nem quand será. Bradcasting seletiv

6 Sistemas dirigids a interrupções É usad em sistemas de temp real nde a respsta rápida para um event é essencial. Existem tips de interrupções cnhecids cm um tratadr definid para cada tip. Cada tip é assciad à uma lcalizaçã da memória, e uma chave de hardware causa a transferência de cntrle para seu tratadr. Permite respstas rápidas, mas é cmplex para prgramar e difícil de validar. Cntrle dirigid a interrupções Arquiteturas de referência Os mdels de arquitetura pdem ser específics para algum dmíni de aplicaçã. Existe dis tips de mdels de dmíni específic Mdels genérics que sã abstrações de uma série de sistemas reais que englbam as caracterísiticas principais desses sistemas. Abrdads n Capítul 13. Mdels de referência sã mais abstrats, é um mdel idealizad. Frnece um mei de infrmaçã sbre essa classe de sistema e sbre cmparaçã de arquiteturas diferentes. Os mdels genérics sã geralmente mdels bttm-up. Os mdels de referência sã mdels tp-dwn. Arquiteturas de referência Os mdels de referência sã derivads de um estud de dmíni de aplicaçã a invés de sistemas existentes. Pde ser usad cm base para a implementaçã de sistemas, u cmparar sistemas diferentes. Atua cm um padrã cntra qual s sistemas pdem ser avaliads. O mdel OSI é um mdel de camadas para sistemas de cmunicaçã. Mdel de referência OSI Mdel CASE de referência Serviçs de repsitóri de dads Armazenament e gerenciament de itens de dads. Serviçs de integraçã de dads Gerenciament de grups de entidades. Serviçs de gerenciament de tarefas Definiçã e aprvaçã de mdels de prcess. Serviçs de mensagens Cmunicaçã ferramenta-ferramenta e ferramenta-ambiente. Serviçs de interface de usuári Desenvlviment de interface de usuári. O mdel de referência ECMA Pnts-chave A arquitetura de sftware é framewrk fundamental para a estruturaçã de sistema. Decisões de prjet de arquitetura incluem decisões sbre tip de aplicaçã, a distribuiçã e s estils de arquitetura a serem usads. Mdels diferentes de arquitetura, tais cm um mdel de estrutura, um mdel de cntrle e um mdel de decmpsiçã pdem ser desenvlvids. Mdels rganizacinais de um sistema incluem mdels de repsitóri, mdels clienteservidr e mdels de máquina abstrata.

7 Mdels de decmpsiçã mdular incluem mdels de bjets e mdels de pipelining. Mdels de cntrle incluem mdels de cntrle centralizad e dirigids a events. Arquiteturas de referência pdem ser usadas para cmunicar arquiteturas de dmíni específic, avaliar e cmparar prjets de arquitetura. Mdels de arquitetura Mdels diferentes de arquitetura pdem ser prduzids durante prcess de prjet. Cada mdel apresenta perspectivas diferentes sbre a arquitetura. Atributs de arquitetura Desempenh Lcalizar perações críticas e minimizar cmunicações. Prteçã Usar uma arquitetura em camadas cm itens crítics nas camadas mais internas. Segurança Islar cmpnentes crítics de segurança Dispnibilidade Incluir cmpnentes redundantes na arquitetura. Facilidade de manutençã Usar cmpnentes substituíveis e de baixa granulariade.