Modelos de design arquitetural

Transcrição

1 Modelos de design arquitetural Jair C Leite Modelos de design arquitetural Objetivo Guiar o arquiteto nas etapas para desenhar a arquitetura Deve considerar diferentes visões arquiteturais Atualmente existem diferentes modelos de design que consideram Domínios de aplicação Família de produtos Etc. Os diferentes modelos possuem características 1

2 Modelos Exemplos de métodos com aplicação na indústria Attribute-Driven Design (ADD) Method (Bass et al., 2003) Siemens 4 Views (S4V) method (Hofmeister et al., 1999) Rational Unified Process views (RUP 4 + 1) (Kruchten, 1995, 2003) Business Architecture Process and Organization (BAPO) Philips Research (America et al.,2003; Obbink et al., 2000) Architectural Separation of Concerns (ASC) Nokia (Ran, 2000) Attribute-Driven Design (ADD) Desenvolvido pelo grupo do SEI (Software Engineering Institute). Processo recursivo de decomposição. A cada etapa táticas e padrões são escolhidos para satisfazer atributos de qualidade. As visões são escolhidas de acordo com as características do projeto. Visão de módulo Visão de concorrência Visão decomposição 2

3 Etapas do ADD Escolher o módulo para decompor. A decomposição deve ser baseada em restrições, requisitos funcionais e não-funcionais (qualidades). Refinar o módulo de acordo com os seguintes passos: Escolher direcionadores a partir de cenários concretos de atributos de qualidade Escolher um padrão arquitetural que satisfaça os direcionadores. Os padrões são baseados em táticas. Instanciar módulos e alocar funcionalidade a partir de casos de uso. Representar os resultados nas diferentes visões. Definir interfaces e restrições de interação dos módulos filhos Verificar e refinar os casos de uso e atributos de qualidade para os módulos filhos, preparando-os para decomposição. Repetir os passos acima para todos os módulos que necessitem de decomposição. Visão geral do ADD 3

4 ADD e outros métodos do SEI ADD não é um método de desenvolvimento completo. Ele é utilizado com outros métodos do SEI que complementam o processo de software. Outros métodos do SEI QAW - Quality Attribute Workshop Ajuda na compreensão do problema através da eliciação de requisitos de qualidade na forma de cenários de atributos de qualidade. VaB - The Views and Beyond Abordagem para a documentação da arquitetura utilizando visões de acordo com as necessidades dos envolvidos. ATAM - Architecture Tradeoff Analysis Method Provê um guia detalhado para análise da arquitetura e obter um feedback antecipado sobre riscos. 4

5 Método Siemens 4 Views (S4V) Desenvolvido pela Siemens Corporation Research Baseado nas melhores práticas arquiteturais para sistemas industriais As 4 visões são: Visão conceitual Visão de módulo Visão de código Visão de execução As 4 visões separam diferentes aspectos de engenharia para reduzir a complexidade da tarefa do arquiteto. Etapas do S4V Análise Global Identificar e analisar fatores Explorar desafios e aspectos chaves Elaborar estratégias de design para solucionar os desafios e aspectos Aplicar estratégias e avaliar decisões de design As decisões devem ser avaliadas para evitar conflitos e interações inesperadas com desafios e aspectos Design e avaliação são atividades entrelaçadas Estas atividades acontecem para cada visão arquitetural 5

6 Análise Global Fatores Requisitos que influenciam a arquitetura Qualidades desejáveis e não cobertas pela especificação de requisitos Categorias de fatores Organizacionais Políticas, normas e outras restrições organizacionais Tecnológicos Disponibilidade e limitações tecnológicas Produto Qualidades do produto Identificar desafios e aspectos chave É difícil dar conta do conjunto de fatores identificados com um todo. Aspectos chaves dos fatores Conflitos Falta de flexibilidade Alta mutabilidade Impacto global 6

7 Design e avaliação Estratégias de design são elaboradas para solucionar os desafios e aspectos chaves Estratégias são: Princípios de engenharia de software Escondendo informação, alta-coesão e baixo-acomplamento Heurísticas Estilos e padrões Camadas, Tubos e filtros, MVC, Blackboard As estratégias devem ser aplicadas às visões arquiteturais A aplicação de uma estratégia a uma determinada visão é uma decisão de design Avaliação Ocorre de forma intercalada com o design Deve-se avaliar conflitos entre as decisões nas diferentes visões Visão geral do S4V 7

8 Processo Unificado da Rational (IBM) Desenvolvido pela IBM/Rational O RUP propõe um processo centralizado na arquitetura. Análise e design da arquitetura são atividades conjuntas Uso da UML e visões 4+1 Artefatos no design arquitetural do RUP O design arquitetural ocorre em várias iterações da fase de elaboração O design arquitetural recebe como entrada O documento de visão do produto O modelo de casos de uso A especificação suplementar de requisitos nãofuncionais Cada iteração deve produzir um protótipo da arquitetura que será incrementado com as diferentes visões proporcionadas Preenchimento iterativo das visões 8

9 O design arquitetural no RUP - fases e artefatos Documento de visão Modelo de casos de uso Especificação suplementar Primeira arquitetura candidata é produzida Etapas do design arquitetural no RUP Definir uma arquitetura candidata Baseada em casos de usos significantes. Utilizando uma arquitetura de referência da organização ou do domínio. Elabora-se um protótipo da candidata à qual novos elementos arquiteturais podem ser empregados Realizar a síntese arquitetural Construir um prova-de-conceito arquitetural Avaliar viabilidade em relação aos requisitos Refinar a arquitetura Identificar elementos de design Classes, processos, etc. Identificar mecanismos de design Padrões arquiteturais e serviços Revisar a arquitetura 9

10 Preenchimento iterativo das visões 4+1 O processo sugere a elaboração de cenários a partir de requisitos (casos de uso) de negócio e de sistema. Com base nos cenários são elaborados diagramas de seqüência e colaboração. Em seguida os diagramas de classes (ainda visão lógica) a partir das quais pode-se código fonte organizados em módulos e sub-sistemas. A visão de processo permite ver a execução de processos concorrentes e como eles estão alocados nos nós processadores do sistema (visão de implantação). Business Architecture Process and Organization (BAPO) Desenvolvido e praticado pela Phillips Research Trabalha com 5 visões Cliente, Aplicação, Funcional, Conceitual, Realização Processo iterativo Elaborar uma das visões Analisar atributos de qualidade da visão Estabelecer ligações entre as visões Estabelecer ligações com Negócio, Processo e Organização A fase de processo considera que a partir da arquitetura pode-se estabelecer o desenvolvimento por linha de produção Ideal para indústrias com famílias de produtos de software 10

11 BAPO - visão geral Architectural Separation of Concerns (ASC) Desenvolvido e praticado pela Nokia Requisitos fazem parte de metas de desenvolvimento... que afetam decisões arquiteturais... que são representadas por descrições da arquitetura... que são utilizadas para verificar as decisões A descrição e a implementação devem ser consistentes - validação A avaliação verifica se as metas foram atingidas 11

12 Um modelo geral para design arquitetural Busca unificar características dos modelos existentes Três atividades principais: Análise arquitetural Articula os requisitos significantes baseados no contexto e em interesses Síntese arquitetural Resulta em soluções arquiteturais candidatas que satisfaçam os requisitos Avaliação arquitetural Assegura que as decisões tomadas foram as corretas Atividades e artefatos Interesses arquiteturais Interesses que pertencem ao desenvolvimento e operação do sistema e outros aspectos críticos e importantes para os envolvidos Contexto Determina características e circunstância políticas, de operacão e desenvolvimento. Requisitos arquiteturais significantes Requisitos que influenciam a arquitetura Soluções parciais, alternativas e rationale Arquiteturas validadas Soluções candidatas que satisfazem os requisitos arquiteturais significantes. 12

13 Referências C. Hofmeister et al. / The Journal of Systems and Software 80 (2007)