Tema 1: Patrones Arquitectónicos - Departamento de Lenguajes y

escuela técnica superior
de ingeniería informática
Tema 1: Patrones
Arquitectónicos
Departamento de
Lenguajes y Sistemas Informáticos
Ingeniería del Software de
Gestión III
Índice
•
•
•
•
•
•
•
Definiciones
¿Qué es un SID?
Aplicación de ejemplo
Diseño de un SID
Arquitectura de un SID
Patrón MVC
Bibliografía
Definiciones
"Software architecture is the set of design decisions which,
if made incorrectly, may cause your project to be
cancelled."– Eoin Woods
En [Buschmann96] se definen tres tipos de patrones
• Patrones arquitectónicos sobre aspectos
fundamentales de la estructura de un sistema software.
Especifican un conjunto predefinido de subsistemas con
sus responsabilidades y una serie de recomendaciones
para organizar los distintos componentes
• Patrones de diseño sobre aspectos relacionados con el
diseño de los subsistemas. Por tanto se centran en
aspectos más específicos
• Un Idiom que es un patrón de bajo nivel específico de
un lenguaje de programación o entrono de desarrollo
¿Qué es un SID?
Dominio del problema
Cliente
Visitante
Administrador
Vendedor
SID: Sistema de Información Distribuido
Aplicación de ejemplo
USVirtual
Identificarse
Consultar Productos
Añadir Productos
Cliente
Sistema
Eliminar Productos
Confirmar Compra
Aplicación de ejemplo
Consultar Productos
Seguir Compra
Añadir
Añadir Productos
Cliente
Eliminar Productos
Confirmar Compra
Visualizar Carrito
Eliminar
Acabar Compra
Diseño de un SID
• Se pueden distinguir varios aspectos
comunes en el diseño de un SID
• Diseño en capas
• Diseño arriba-abajo (“top-down”)
• Diseño abajo-arriba (“bottom-up”)
Diseño: Concepción
original de un objeto u
obra destinados a la
producción en serie.
Diseño gráfico, de
modas, industrial
Design: a mental project or
scheme in which means to
an end are laid down
Diseño en Capas de un SID
Capa de
Presentación
Capa de
Lógica de aplicación
Capa de
Acceso a
Datos /Recursos
Sistema de Información
Cliente
Sólo son conceptuales:
No tienen por qué
corresponderse con la
estructura de la
implementación.
También conocida como
vista lógica de la
arquitectura.
Capa (Layer), Nivel (Tier)
Capa de presentación
Cliente
SID
Presentación
Responsable de: (1) presentar
información e (2) interactuar con
la capa inferior externas
A veces también se le llama CLIENTE pero da lugar a confusiones
¿Cuál es la diferencia entre cliente y la capa de presentación?
Capa de lógica de aplicación
Presentación
Lógica de
aplicación
Responsable de: implementar las
operaciones solicitadas por los clientes a
través de la capa de presentación.
Ej: el componente encargado de ver si un
cliente está o no logado
Datos/
Recursos
Dependiendo de la complejidad y de la técnica de implementación
empleada, también se le conoce como: proceso/lógica/reglas de
negocio o simplemente servidor
Capa de acceso a datos/recursos
Presentación
Lógica de
aplicación
Datos/
Recursos
Responsable de: gestionar todos los
elementos de información del SID; ficheros
planos, XML, SGBD, etcétera
También conocida como capa de gestión
de recursos
¿Qué otros elementos pueden
proporcionar información?
En algunas arquitecturas se considera como parte integrante de esta
capa aquellos sistemas externos que proporcionan información. Es el
eslabón necesario para componer SID a partir de otros SID.
Denominar a esta capa como ‘capa de datos’ no es del todo riguroso,
¿por qué?
Diseño arriba-abajo (“top-down”)
• Desde el principio se tienen
claras las funcionalidades y
se dirige el desarrollo sobre
ellas
• Desventaja:
• Sólo es posible aplicarlo a
sistemas desarrollados
desde cero
• Los componentes por lo
general son fuertemente
acoplados pues se usan en
entornos homogéneos.
Cliente
Capa de
Presentación
Capa de
Lógica de aplicación
Capa de
Acceso a
Datos /Recursos
Sistema de Información
• Definir la funcionalidad del
sistema desde el punto de
vista del cliente
• Ir propagando por las capas
según las necesidades
identificadas en las capas
anteriores
• Ventajas:
Diseño abajo-arriba (“bottom-up”)
Gestión de TIC
3%
Automatización Suministros
CIO Magazine Survey, Febrero 2002
4%
Gestión de Conocimiento
7%
Atención Usuarios
12%
Convergencia entre TIC y Negocios
14%
Seguridad y Privacidad
14%
Mejora Procesos de Desarrollo
18%
Comercio Electrónico
21%
Reducción de Costes
22%
Gestión de Relaciones con Clientes
24%
Recursos Humanos
25%
Nuevas Tecnologías
26%
Integración de Sistemas
36%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
Diseño abajo-arriba (“bottom-up”)
•
•
•
•
Suele surgir por necesidad
más que por elección
Muchos de los sistemas de
hoy en día se basan en la
integración de productos
existentes (legancy systems:
sistemas heredados)
Sistema heredado: aquel que
es utilizado en un contexto
distinto del que en principio
fue concebido. La mayoría
de SID se convierten en
sistemas heredados
Si tenemos que integrar
sistemas heredados no
podemos seguir un diseño
arriba-abajo
¿Definimos por tanto la
funcionalidad del sistema al
final?
Cliente
Capa de
Presentación
Capa de
Lógica de aplicación
Capa de
Acceso a
Datos /Recursos
Sistema de Información
•
Diseño abajo-arriba (“bottom-up”)
• Los componentes por lo
general son poco acoplados
y pueden ser reutilizados
• Desventaja:
• Viene impuesto por
necesidades existentes
Cliente
Capa de
Presentación
Capa de
Lógica de aplicación
Capa de
Acceso a
Datos /Recursos
Sistema de Información
• Definir la funcionalidad desde
el punto de vista del cliente
• Examinar recursos existentes
y la funcionalidad que ofrecen
• Encapsular la funcionalidad
existente
• Adaptar la salida de la
aplicación a las necesidades
del cliente
• Ventaja:
Arquitectura de un SID
Arquitectura:
Arte de proyectar y
construir (edificios)
Architecture: the art or
science of building
• A la hora de implementar un SID las
capas (layer) conceptuales pueden
quedarse en uno o más niveles (tier)
• Existen 4 tipos básicos de arquitecturas:
1-tier, 2-tier, 3-niveles, N-niveles
Arquitectura 1-tier
Cliente
Capa de
Presentación
Capa de
Lógica de aplicación
Capa de
Acceso a
Datos /Recursos
Sistema de Información
• Aplicaciones monolíticas
• Las capas de
presentación, lógica y
datos se mezclan en una
mismo nivel
• Suelen ser cerrados y no
presentan ningún tipo de
interfaz
• Son un ejemplo claro de
sistemas heredados
• ¿qué hacemos si tenemos
que integrarlo?
• ¿tienen alguna ventaja?
Arquitectura 2-tier
•
•
•
•
•
Surge con la aparición de los PCs
Se vio la posibilidad de sacar la capa de
presentación a otro nivel
Ventajas:
• Se pude aprovechar las capacidad de
computo del cliente
• Permite personalizar la capa de
presentación para distintos fines y
portarla a distintos entornos
Un caso particular son las arquitecturas
cliente/servidor
Surgieron los RPC (Remote Procedure Call) lo
que motivó para la creación de APIs
Si el cliente es independiente del servidor,
¿qué puede suceder?
Desventaja:
• Cuando hay que hacer una integración
real de más de un dos sistemas resulta
poco mantenible y escalable (¿?)
Cliente
Capa de
Presentación
Capa de
Lógica de aplicación
Capa de
Acceso a
Datos /Recursos
Sistema de Información
•
•
Arquitectura 2-tier
Cliente
Lógica de la aplicación
Presentación 1
Presentación 2
Servidor 2
Servidor 1
Lógica de
aplicación
Lógica de
aplicación
Gestión de
Recursos
Gestión de
Recursos
Arquitectura 3-tier
Debido al problema de integración de varios
sistemas aparece un nuevo nivel
(middleware, nivel intermedio)
•
La capa presentación reside en el cliente, la
capa lógica reside en el nivel intermedio, y
la capa de datos reside en el nivel de
recursos que está compuesto por tantos
recursos como el sistema pretende integrar
•
La responsabilidad de integrar pasa al
middleware (CORBA, DCOM), que también
se encarga de:
•
Transacciones
•
Balanceo de carga
•
Replicación
•
2-tier tiene ventajas y desventajas desde el
punto de vista del rendimiento
•
3-tier separa el nivel lógico de datos
(recursos) por lo que es más fácilmente
escalable. Es la opción a seguir si se
pretende hacer una integración de sistemas,
¿por qué?
Cliente
Presentación
Lógica de
aplicación
middleware
Gestión de
Recursos
SID
•
Arquitectura N-tier
• Es la arquitectura n-tier escalada tantas
veces como sea necesario
• La capa de recursos (datos) puede ser
otro sistema n-tier
Presentación
SID
Lógica de
aplicación
middleware
Gestión de
Recursos
1-tier
3-tier
Patrón MVC
Modelo Vista Controlador (MVC): es un patrón de diseño
de software ….
• Modelo: Esta es la representación específica de la
información con la cual el sistema opera. La lógica de datos
asegura la integridad de estos y permite derivar nuevos
datos; por ejemplo, no permitiendo comprar un número de
unidades negativo, calculando si hoy es el cumpleaños del
usuario o los totales, impuestos o portes en un carrito de la
compra.
• Vista: Este presenta el modelo en un formato adecuado
para interactuar, usualmente un elemento de
interfaz de usuario.
• Controlador: Este responde a eventos, usualmente
acciones del usuario e invoca cambios en el modelo y
probablemente en la vista.
• Muchas aplicaciones utilizan un mecanismo de
almacenamiento persistente (como puede ser una
base de datos) para almacenar los datos. MVC no menciona
específicamente esta capa de acceso a datos.
Frameworks comunes:
• Jakarta Struts
•
Velocity
Arquitecturas SOA
Internet
SO
AP
L
XM
HTTP
SO
AP
SO
AP
XM
L
AP
O
S
• SOA: Service Oriented Architecture
L
XM
XM
L
Bibliografía
•
Web Services Concepts, Architectures and Applications
Alonso, G., Casati, F., Kuno, H., Machiraju, V.
2004, Springer
ISBN: 3-540-44008-9
•
Pattern-Oriented Software Architecture
Buschmann, F. et. al
1996, John Wiley & Sons
ISBN: 0471958697
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