Padrões Arquiteturais

Padrões Arquiteturais

Agenda Conceitos Padrões arquiteturais Formato de um padrão arquitetural Exemplos

Conceitos Arquitetura de software descrição de subsistemas e componentes de um sistema de software e dos relacionamentos entre eles. Projeto arquitetural processo de construção de uma arquitetura de software explícita ligação entre os processos de especificação e de projeto detalhado de software

Vantagens de uma arquitetura explícita Comunicação entre stakeholders A arquitetura pode ser utilizada como o foco de discussão entre os interessados Reutilização em larga escala A arquitetura pode ser reutilizada em uma variedade de sistemas Análise do sistema A arquitetura pode ser utilizada para análise preliminar sobre a possibilidade do sistema atender seus requisitos não-funcionais

Atributos de arquitetura Performance Localizar operações de modo a minimizar a comunicação entre subsistemas Segurança Utilizar uma arquitetura em camadas com recursos críticos localizados em camadas internas Disponibilidade Incluir componentes redundantes na arquitetura Manutenção Utilizar componentes especializados e auto-contidos

Projeto arquitetural Principais atividades Decomposição do sistema de software em subsistemas e componentes Identificação das interações e comunicação entre eles Modelagem arquitetural

Projeto arquitetural Problemas O projeto de arquiteturas de software específicas (ainda) é baseado em intuição e experiência Métodos pouco ajudam! Documentação (arquitetura e decisões) Modelagem arquitetural

Arquitetura de uma ferramenta CASE Editor de projeto Gerador de código Tradutor de projeto Repositório de projeto Editor de programa Analisador de projeto Gerador de relatório

Sistema de controle robotizado de embalagem Sistema de Visão Sistema de identificação de objetos Controlador de braço Controlador de garra Sistema de seleção de embalagem Sistema de embalagem Controlador de transportadora

Cliente-servidor Cliente 1 Cliente 2 Cliente 3 Cliente 4 Rede de banda larga Servidor de catálogo Servidor de vídeo Servidor de fotografias Servidor de hipertexto catálogo Arquivos de clipes de filmes Fotografias digitalizadas Web de hipertexto

Arquitetura baseada em eventos Subsistema 1 Subsistema 2 Subsistema 3 Subsistema 4 Manipulador de eventos e mensagens

Questões Como escolher subsistemas e componentes? Quais as suas propriedades? E responsabilidades? Como componentes interagem? Como incorporar e explicitar propriedades nãofuncionais? Como descrever uma arquitetura?

Estilos arquiteturais Shaw and Garlan, 1996 Independent Components Communicating Processes Event-Driven Data Flow Batch Pipes & Filters Data-Centric Repository Blackboard Call & Return Layered systems Object Oriented Main Program & Subroutine Virtual Machine Interpreter Rule-Based

Layered systems [Shaw&Garlan94]

Estilos

Padrões arquiteturais Buschman, 1996 Padrões arquiteturais expressam esquemas fundamentais para a organização estrutural de sistemas de software Padrões arquiteturais oferecem um conjunto prédefinido de subsistemas, especificam suas responsabilidades e incluem regras e orientações (guidelines) para organizar os relacionamentos entre eles.

Padrões Projetistas e arquitetos experientes procuram aderir a princípios e promover boas práticas de design. usam padrões para documentar e reutilizar experiência comprovadamente boa em novos projetos (de software) Abordagem orientada a problemas

O que é um padrão? Um padrão é uma regra envolvendo 3 partes, que expressa uma relação entre um certo contexto, um problema e uma solução. Contexto uma situação que dá margem a um problema Problema o problema recorrente que surge em tal contexto Solução uma solução comprovada para o problema.

Contexto Exemplos "your environment is a distributed and possibly heterogeneous system with independent cooperating components". "interactive applications with a flexible humancomputer interface". "building systems that support their own modification a priori".

Problema Exemplos... From a developer"s viewpoint, there should essentially be no difference between developing software for centralized systems and developing for distributed ones... User interfaces are especially prone to change requests. When you extend the functionality of an application, you must modify menus to access these new functions... Software systems evolve over time. They must be open to modifications in response to changing technology and requirements...

Solução Exemplos Introduce a broker component to achieve better decoupling of clients and servers... Use the Model-View-Controller (MVC). MVC was first introduced in the Smalltalk-80 programming environment. MVC divides an interactive application into the three areas: processing, output, and input... Make the software self-aware, and make selected aspects of its structure and behavior accessible for adaptation and change. This leads to an architecture that is split into two major parts: a meta level and a base level...

Forças As an element in the world, each pattern is a relationship between a certain context, a certain system of forces which occurs repeatedly in that context, and a certain spatial configuration which allows these forces to resolve themselves. Forças? O termo força denota qualquer aspecto do problema que deve ser considerado ao propor a solução.

Forças Exemplos Requisitos que a solução deve atender peer-to-peer inter-process communication must be efficient Restrições a serem consideradas inter-process communication must follow protocol XPTO Propriedades desejáveis changing software should be easy

Forças MVC O padrão Model-View-Controller especifica duas forças: Deve ser fácil modificar a interface do usuário, mas... O núcleo funcional do software não deve ser afetada por essa modificação.

Forças Forças discutem o problema a partir de diversos pontos-de-vista e ajudam a compreensão de detalhes Forças podem complementar ou contradizer umas às outras. Extensibilidade de um sistema versus minimização de seu código

Padrões arquiteturais Buschman, 1996 From Mud to Structure Layers Pipes & Filters Blackborad Categorias Distributed Systems Broker Interactive Systems MVC PAC Adaptable Systems Microkernel Reflection

Categorias de Padrões do livro POSA Justificativa Organizar padrões em função da principal propriedade sistêmica global que incorporam Categorias From Mud to Structure padrões que ajudam a evitar um mar' de componentes. Distributed systems suporte à estruturação de sistemas com componentes distribuídos Interactive systems facilidade de adaptação de interface do usuário Adaptable systems suporte à extensão de aplicações e sua adaptação à tecnologia em evolução e à mudança em requisitos não funcionais