Arquitectura de Software III: Representación. Contenido del curso. III: Representación

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Arquitectura de Software III: Representación

Hernán Astudillo Departamento de Informática Universidad Técnica Federico Santa María

Sesión 4/5 [2004-iv-06] Arquitectura de Software - H.Astudillo

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Contenido del curso

• Introducción, motivación y contexto

• Representación de arquitecturas

– Vistas

– Calidad

• Elaboración de arquitecturas

– Patrones

– Líneas de productos

• Procesos y evaluación de arquitecturas

– Procesos (incl. taller)

• Prácticas de arquitectura

– Organizaciones y Mercados – Componentes

P

III: Representación

• Fuentes de diversidad

• Vistas

– Vistas y perspectivas – Vistas sincrónicas y diacrónicas – Booch, OMT, 4+1, RM-ODP, Zachman

• Notaciones para vistas

– UML, lenguajes de RM-ODP, ADLs

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Vistas

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Stakeholders

arquitecto

revisor specs

sistema implantador

arquitetura

QA analista

arquitetura

admin sistema arquitetura

jefe de projeto

Complejidad

• Sistemas de software son complejos

– Controlar variedad del sistema con variedad del modelo – Modelos de arquitectura son extremadamente complejos

• Fuentes de complejidad

– Imprecisión

– Intangibilidad

– Concurrencia en ejecución – Concurrencia en construcción – Diversificación (líneas de productos) – Tamaño

• Problema: controlar variedad del modelo

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Vistas

• Representación de un (sub-)sistema...

– ...parcial

– ...basada en una perspectiva

• Idea:

– participantes necesitan razonar sobre el sistema – entregar información que suprima detalles irrelevantes

• Conceptos

– Vista = representación de un conjunto de elementos y relaciones del sistema [Clements+]

– Perspectiva = preocupaciones propias de un stakeholder – Esquema de vistas = definiciones de vistas y perspectivas

asociadas

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Enfoque conceptual de vistas

• Enfoque de [Clements+]

– Unidades – Relaciones

Vistas antes de “vistas”: Parnas

• Vistas antes de “vistas”

• Parnas (1974): “estructuras” (=unidad + relación) 1. módulos

– sobre: asignaciones de trabajo, parte-de – para: razonar sobre construcción

2. usos

– sobre: programas, depende-de – para: razonar sobre dependencias

3. procesos

– sobre: procesos, trabaja-con – para: razonar sobre ejecución

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Vistas, participantes y productos

• Algunos esquemas de vistas se corresponden con…

– …los participantes en el proceso – …los productos del proceso

• Computaciones: sistema en ejecución

• Ejecutables: colección de artefactos instalables/entregables para operaciones

• Software : programas, configuración build- time

• Especificación de software : descripciones de software

• Categorización propuesta para Esquemas

– Síncrónicos: describen aspectos simultáneos de una

misma cosa

– Diacrónicos: describen aspectos sucesivos de una cosa

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Vistas: Booch y OMT

1. Visión Estructural

2. Visión Dinámica 3. Visión Funcional

Vistas: Booch y OMT

• OMT: Rumbaugh, Blaha, Premerlani, Eddy, Lorenson (1991)

1. Vista estructural: estructura estática del mundo real

• sobre: objetos y relaciones

2. Vista dinámica : comportamiento del sistema

• sobre: acciones en el tiempo

• para: describir secuencias de interacciones y eventos

• Representación: diagrama de eventos (escenarios), diagrama de flujo de eventos, diagrama de estados

3. Vista funcional: procesamiento de información

• sobre: procesamiento de valores

• para: describir dependencia entre valores y funciones

• Representación: diagrama de flujo de datos

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Vistas: Booch

Semántica dinámica Semántica estática

Estructura de Clase Estructura de Objeto

Arquitectura de Módulo Arquitectura de Proceso

1. Visión lógica 2. Visión física

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Vistas: Kruchten “4+1” [1]

• Propuestas por Kruchten [1995]

• Incorporadas a RUP (Rational Unified Process)

Vistas: Kruchten “4+1” [2]

• Kruchten (1995): 4+1 “views”

1. Vista lógica: requisitos funcionales

• sobre: abstracciones clave del dominio (objetos/clases)

• para: completitud de requisitos, síntesis de entidades y funciones

2. Vista de procesos: ejecución

• sobre: procesos y máquinas

• para: concurrencia/distribución, integridad, tolerancia a fallas

3. Vista de desarrollo: software y trabajo

• sobre: módulos, asignación de requisitos, asignación de trabajo

• para: planificar, evaluar costos, medir progreso, razonar sobre reuso

• (Cont.)

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Vistas: Kruchten “4+1” [3]

4.Vista física : requisitos no funcionales

• sobre: mapeamiento de elementos a máquinas

• para: razonar sobre requisitos no funcionales (disponibilidad, confiabilidad, rendimiento, escalabilidad...) 5.Vista de escenarios: combinación

• sobre: casos de uso

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Vistas: RM-ODP [1]

• Open Distributed Processing – Reference Model

– originalmente para describir sistemas de Telecom

p o l í t i c a Visió n de Empresa

Visión de Ingeniería

Visión de Tecnología Visió n de

Informació n

Visión de Computación

Vistas: RM-ODP [2]

1. Vista de la empresa

• sobre: propósito, ámbito y restricciones que rigen el negocio

• para: extraer requisitos y estructuras de la organización de la empresa

• representación: “enterprise language” (ver ejemplo)

2. Vista da información

• sobre: información (datos) requeridos por el sistema

• representación: esquemas (estático, invariante, y dinámico)

3. Vista computacional

• sobre: aplicaciones y objetos de infraestructura (interfaces, actividades, contratos); modelos dinámicos

• para: descomponer funcionalidad

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Vistas: RM-ODP [3]

4. Vista de ingeniería

• sobre: objetos y canales

• para: infraestructura de distribución

5. Vista tecnológica

• sobre: hardware y software específicos

• para: razonar sobre tecnología y productos

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Vistas: Hofmeister

Vistas: Zachman

• Marco metodológico para vistas

– Enfocado a organizaciones

– Estructura lógica: clasifica y organizar elementos empresariales necesarios para hacer sistemas

• Vistas

1. Vista contextual (propósito del negocio) 2. Vista conceptual (naturaleza del negocio) 3. Vista arquitectural o lógica

4. Vista física (tecnología) 5. Vista de proyecto

6. Vista del sistema listo (funciones)

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e.g. DATA

ENTERPRISE ARCHITECTURE - A FRAMEWORK

Builder S C O P E (CONTEXTUAL)

M O D E L ( C O N C E P T U A L ) ENTERPRISE

Designer SYSTEM M O D E L (LOGICAL)

T E C H N O L O G Y M O D E L (PHYSICAL)

DETAILED REPRESEN- TATIONS (OUT-OF- CONTEXT) S u b - C o n t r a c t o r

FUNCTIONING ENTERPRISE

DATA FUNCTION N E T W O R K

e.g. Data Definition

Ent = Field Reln = Address e.g. Physical Data Model

Ent = Segment/Table/etc.

Reln = Pointer/Key/etc.

e.g. Logical Data Model

Ent = Data Entity Reln = Data Relationship e.g. Semantic Model

Ent = Business Entity Reln = Business Relationship List of Things Important to the Business

ENTITY = Class of Business Thing

List of Processes the Business Performs

Function = Class of Business Process

e.g. Application Architecture

I/O = User Views P r o c . = A p p l i c a t i o n F u n c t i o n e.g. System Design

I/O = Data Elements/Sets Proc.= Computer Function e.g. Program

I/O = Control Block Proc.= Language Stmt

e.g. FUNCTION e.g. Business Process Model

Proc. = Business Process I/O = Business Resources

List of Locations in which the Business Operates

Node = Major Business Location e.g. Business Logistics System

Node = Business Location Link = Business Linkage e.g. Distributed System

Node = I/S Function (Processor, Storage, etc) Link = Line Characteristics e.g. Technology Architecture

Node = Hardware/System S o f t w a r e Link = Line Specifications e.g. Network Architecture

Node = Addresses Link = Protocols e . g . N E T W O R K Architecture Planner

Owner

Builder E N T E R P R I S E MODEL ( C O N C E P T U A L )

Designer SYSTEM MODEL (LOGICAL)

T E C H N O L O G Y MODEL (PHYSICAL)

DETAILED REPRESEN- T A T I O N S (OUT-OF CONTEXT) S u b - Contractor F U N C T I O N I N G MOTIVATION T I M E

P E O P L E

e.g. Rule Specification

End = Sub-condition Means = Step e.g. Rule Design

End = Condition Means = Action e.g., Business Rule Model

End = Structural Assertion Means =Action Assertion End = Business Objective Means = Business Strategy List of Business Goals/Strat

E n d s / M e a n s = M a j o r B u s . G o a l / Critical Success Factor List of Events Significant

Time = Major Business Event

e.g. Processing Structure

Cycle = Processing Cycle Time = System Event e.g. Control Structure

C y c l e = C o m p o n e n t C y c l e Time = Execute e.g. Timing Definition

Cycle = Machine Cycle Time = Interrupt

e . g . S C H E D U L E e.g. Master Schedule

Time = Business Event Cycle = Business Cycle List of Organizations

People = Major Organizations e.g. Work Flow Model

People = Organization Unit Work = Work Product e.g. Human Interface

People = Role Work = Deliverable e.g. Presentation Architecture

People = User Work = Screen Format e.g. Security Architecture

P e o p l e = I d e n t i t y W o r k = J o b e . g . O R G A N I Z A T I O N

Planner

O w n e r t o t h e B u s i n e s s

Important to the Business

W h a t How Where Who W h e n W h y

John A. Zachman, Zachman International (810) 231-0531

S C O P E (CONTEXTUAL)

Architecture

e.g. STRATEGY ENTERPRISE e . g . B u s i n e s s P l a n

T M

Figura A.1 – Framework de Zachman

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Referencias

• Documenting Software Architectures: Views and Beyond – Paul Clements (Ed.), Felix Bachmann, Len Bass, David Garlan,

James Ivers, Reed Little, Robert Nord, Judith Stafford – Addison Wesley (2002)

• The Rational Unified Process: An Introduction (2nd Ed.) – Philippe Kruchten

– Addison Wesley (2000)

• Software Architectures for Product Families – Mehdi Jazayeri, Alexander Ran, Frank van der Linden – Addison Wesley (2000)