Corso di Ingegneria del Software. La architettura software

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1 Corso di Ingegneria del Software a.a. 2009/2010 Mario Vacca

2 Il concetto e il ruolo della architettura Sommario 1. Il concetto e il ruolo della architettura 2. Tipi di architettura 3. Stili architetturali 4. Architetture speciali 5. Bibliografia

3 Il concetto e il ruolo della architettura Il concetto di architettura Il tutto è maggiore della somma delle sue parti. (Aristotele Metafisica)

4 Il concetto e il ruolo della architettura Il concetto di architettura L architettura fornisce una vista delle parti del sistema, e delle loro relazioni e di come formano il sistema. L architettura partiziona il sistema in parti ogni parte ha una propria funzione e ruolo descrive il sistema in termini di queste parti e delle loro interrelazioni

5 Il concetto e il ruolo della architettura Il concetto di architettura L architettura fornisce una vista delle parti del sistema, e delle loro relazioni e di come formano il sistema. L architettura partiziona il sistema in parti ogni parte ha una propria funzione e ruolo descrive il sistema in termini di queste parti e delle loro interrelazioni

6 Il concetto e il ruolo della architettura Il ruolo L architettura comprendere il sistema comunicare le caratteristiche del sistema costruzione ed evoluzione riuso analisi individuazione in anticipo di importanti proprietà del sistema

7 Il concetto e il ruolo della architettura Il ruolo Evidenzia le parti di software che formano il sistema. Ci possono essere differenti architetture per lo stesso sistema, chiamate viste architetturali (architectural views) Ogni vista si concentra su qualche aspetto del sistema una vista riduce la complessità del sistema

8 Il concetto e il ruolo della architettura Il ruolo The value of system architecture is only recently being recognized in the software industry. As I stated before, paraphrasing Wittgenstein, architecture is the space in which objects operate. It defines the contracts through which they interact with external system components and each other. The primary duty of a system architect is to ask the question, What if...?.

9 Tipi di architettura Sommario 1. Il concetto e il ruolo della architettura 2. Tipi di architettura 3. Stili architetturali 4. Architetture speciali 5. Bibliografia

10 Tipi di architettura Tipi di architettura Module Component and connector C&C Allocation

11 Tipi di architettura Architetture a moduli Il sistema è visto come una collezione di unità di codice (code unit) ciascuna implementante qualche parte delle funzionalità del sistema. I moduli sono code-based non rappresentano esplicitamente strutture eseguibili del sistema. Esempi di moduli: packages una classe una procedura un metodo un insieme di funzioni un insieme di classi

12 Tipi di architettura Architetture a moduli Le relazioni tra i moduli sono code-based e descrivono le interazioni del codice del modulo con altri moduli Esempi di relazioni: è una parte di un modulo è una parte di un altro usa o dipende da un modulo usa i servizi di un altro modulo per compiere le sue proprie funzioni generalizzazione o specializzazione

13 Tipi di architettura Architetture component and connector (C&C) Il sistema è visto come una collezione di entità runtime ( componenti). Esempi di componenti sono: oggetti collezioni di oggetti processi Le relazioni tra i componenti rappresentano interazioni in esecuzione. Esempi di relazioni: pipe socket dati condivisi middleware

14 Tipi di architettura Allocazione Allocation view: come le differenti unit software differenti sono allocate alle risorse (hardware, file system). Una allocation view specifica le relazioni tra gli elementi software e gli elementi dell ambiente nel quale il software è eseguito. Quali processi sono eseguito su quale processore Come i file sono organizzati in un file system

15 Tipi di architettura Allocation view Zheng Qin, Jiankuan Xing, Xing Zheng Software Architecture, Springer, 2008, pag. 20

16 Tipi di architettura Una descrizione architetturale consiste di viste di differenti tipi: ciascuna Module strutturazione del software in un insieme di unità C&C strutturazione del software in elementi runtime interagenti Allocation views relaziona il software a strutture non software

17 Tipi di architettura La vista C&C Elementi: componenti Elementi computazionali o data store. connettori Mezzi di interazione Run time Grafo

18 Tipi di architettura La vista C&C

19 Tipi di architettura La vista C&C

20 Tipi di architettura Un esempio

21 Tipi di architettura Un esempio

22 Tipi di architettura Un esempio

23 Stili architetturali Sommario 1. Il concetto e il ruolo della architettura 2. Tipi di architettura 3. Stili architetturali 4. Architetture speciali 5. Bibliografia

24 Stili architetturali Stili architetturali C&C Ci sono architetture molto usate (architetture standard o generali) che sono utili per risolvere molti problemi. pipe and filter layered architecture shared data client server publish subscribe

25 Stili architetturali pipe and filter Questa architettura ha un solo tipo di componente (filter) Un filtro compie trasformazioni sui dati e invia i dati trasformati ad altri filtri mediante il pipe. Un filtro può avere più input e più output. un solo tipo di conneettore (pipe) Il pipe è un canale monodirezionale che trasporta dati da un punto ad un altro.

26 Stili architetturali pipe and filter

27 Stili architetturali pipe and filter : Comandi Unix UNIX shell commands $comando 1 argomenti j comando 2 argomenti Lo stdout del comando 1 viene reindirizzato nello stdin del comando 2. $grep ciao 00 testo :txt j wc l $catapple :txt j wc

28 Stili architetturali pipe and filter : proprietà Proprietà: un filtro non ha necessita di conoscere l identità dei filtri che gli inviano i dati e di quelli che useranno i dati che produce. i filtri possono essere implementati in parallelo il comportamento del sistema è la composizione dei comportamenti dei filtri.

29 Stili architetturali Esempio: KWIC KWIC (Keyword In Context) index system INPUT: un insieme ordinato di linee linea = insieme ordinato di parole parola: insieme ordinato di caratteri OUTPUT: lista di tutti gli shift circolari di tutte le linee in ordine alfabetico D. L. Parnas, On the Criteria To Be Used in Decomposing Systems into Modules. Commun. ACM 15(12): (1972)

30 Stili architetturali Esempio: KWIC Elenco di poligoni, poliedri e politopi. poligoni, poliedri e politopi. Elenco di poliedri e politopi. Elenco di poligoni, politopi. Elenco di poligoni, poliedri e

31 Stili architetturali KWIC : soluzione pipe and filter Vantaggi Controllo distribuito Facile modifica Svantaggi No interazione Inefficiente in termini di spazio

32 Stili architetturali Layered architecture Un layer (eccetto il primo e l ultimo) fornisce servizi al layer superiore e riceve servizi dal layer inferiore

33 Stili architetturali Layered architecture : Unix

34 Stili architetturali Layered architecture : Unix

35 Stili architetturali Layered architecture : ISO OSI

36 Stili architetturali ESERCIZIO CONSIGLIATO Modellare una compagnia di trasporti usandi i casi d uso, i diagrammi di attività e proporre una architettura.

37 Stili architetturali Layered architecture : Internet model

38 Stili architetturali Layered architecture : Vantaggi e svantaggi Vantaggi: 1. livelli di astrazione 2. enhancement 3. riuso Svantaggi: 1. Non sempre possibile 2. Corretti livelli di astrazione Simile a pipe filter. Non è considerato un vero stile architetturale.

39 Bibliografia Sommario 1. Il concetto e il ruolo della architettura 2. Tipi di architettura 3. Stili architetturali 4. Architetture speciali 5. Bibliografia

40 Bibliografia Bibliografia Riferimenti bibliografici generali 1. R. Pressman Ingegneria del software Mc Graw Hill Italia, 5a edizione, 2007, capitol P. Jalote A Concise Introduction to Software Engineering Springer, 2008, capitolo Zheng Qin, Jiankuan Xing, Xing Zheng Software Architecture, Springer, D. Garlan, M. Shaw An Introduction to Software Architecture Carnegie Mellon University Technical Report CMU-CS , 1994.

41 Bibliografia Bibliografia Riferimenti bibliografici specifici 1. D. L. Parnas, On the Criteria To Be Used in Decomposing Systems into Modules. Commun. ACM 15(12): (1972)