Разработка архитектуры по - IT Новости из мира ПК
Remkomplekty.ru

IT Новости из мира ПК
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разработка архитектуры по

Архитектура программного обеспечения

Анализ области решений

Допустим, мы разобрались в предметной области , поняли, что требуется от будущей программной системы, даже зафиксировали настолько полно, насколько смогли, требования и пожелания всех заинтересованных лиц ко всем аспектам качества программы. Что делать дальше?

На этом этапе (а точнее, гораздо раньше, обычно еще в ходе анализа предметной области ) исследуются возможные способы решения тех задач, которые поставлены в требованиях. Не всегда бывает нужно специальное изучение этого вопроса — чаще всего имеющийся опыт разработчиков сразу подсказывает, как можно решать поставленные задачи. Однако иногда, все-таки, возникает потребность сначала понять, как это можно сделать и, вообще, возможно ли это сделать и при каких ограничениях.

Таким образом, явно или неявно, проводится анализ области решений. Целью этой деятельности является понимание, можно ли вообще решить стоящие перед разрабатываемой системой задачи, при каких условиях и ограничениях это можно сделать, как они решаются, если решение есть, а если нет — нельзя ли придумать способ его найти или получить хотя бы приблизительное решение, и т.п. Обычно задача хорошо исследована в рамках какой-либо области человеческих знаний, но иногда приходится потратить некоторые усилия на выработку собственных решений. Кроме того, решений обычно несколько и они различаются по некоторым характеристикам, способным впоследствии сыграть важную роль в процессе развития и эксплуатации созданной на их основе программы. Поэтому важно взвесить их плюсы и минусы и определить, какие из них наиболее подходят в рамках данного проекта, или решить, что все они должны использоваться для обеспечения большей гибкости ПО .

Когда определены принципиальные способы решения всех поставленных задач (быть может, в каких-то ограничениях), основной проблемой становится способ организации программной системы, который позволил бы реализовать все эти решения и при этом удовлетворить требованиям, касающимся нефункциональных аспектов разрабатываемой программы. Искомый способ организации ПО в виде системы взаимодействующих компонентов называют архитектурой, а процесс ее создания — проектированием архитектуры ПО .

Архитектура программного обеспечения

Под архитектурой ПО понимают набор внутренних структур ПО , которые видны с различных точек зрения и состоят из компонентов , их связей и возможных взаимодействий между компонентами , а также доступных извне свойств этих компонентов [1].

Под компонентом в этом определении имеется в виду достаточно произвольный структурный элемент ПО , который можно выделить, определив интерфейс взаимодействия между этим компонентом и всем, что его окружает. Обычно при разработке ПО термин » компонент » (см. далее при обсуждении компонентных технологий ) имеет несколько другой, более узкий смысл — это единица развертывания, самая маленькая часть системы, которую можно включить или не включить в ее состав. Такой компонент также имеет определенный интерфейс и удовлетворяет некоторому набору правил, называемому компонентной моделью . Там, где возможны недоразумения, будет указано, в каком смысле употребляется этот термин. В этой лекции до обсуждения UML мы будем использовать преимущественно широкое понимание этого термина, а дальше — наоборот, узкое.

В определении архитектуры упоминается набор структур, а не одна структура. Это означает, что в качестве различных аспектов архитектуры, различных взглядов на нее выделяются различные структуры, соответствующие разным аспектам взаимодействия компонентов. Примеры таких аспектов — описание типов компонентов и типов статических связей между ними при помощи диаграмм классов , описание композиции компонентов при помощи структур ссылающихся друг на друга объектов, описание поведения компонентов при помощи моделирования их как набора взаимодействующих, передающих друг другу некоторые события, конечных автоматов.

Архитектура программной системы похожа на набор карт некоторой территории. Карты имеют разные масштабы, на них показаны разные элементы (административно-политическое деление , рельеф и тип местности — лес , степь, пустыня, болота и пр., экономическая деятельность и связи), но они объединяются тем, что все представленные на них сведения соотносятся с географическим положением. Точно так же архитектура ПО представляет собой набор структур или представлений , имеющих различные уровни абстракции и показывающих разные аспекты (структуру классов ПО , структуру развертывания, т.е. привязки компонентов ПО к физическим машинам, возможные сценарии взаимодействий компонентов и пр.), объединяемых сопоставлением всех представленных данных со структурными элементами ПО . При этом уровень абстракции данного представления является аналогом масштаба географической карты.

Рассмотрим в качестве примера программное обеспечение авиасимулятора для командной тренировки пилотов. Задачей такой системы в целом является контроль и выработка необходимых для безопасного управления самолетом навыков у команд летчиков. Кроме того, отрабатываются навыки поведения в особых ситуациях, связанных с авариями, частичной потерей управления самолетом, тяжелыми условиями полета, и т.д.

  • Моделировать определенные условия полета и создавать некоторые события, к которым относятся следующие:
    • Скоростной и высотный режим полета, запас горючего, их изменения со временем.
    • Модель самолета и ее характеристики по управляемости, возможным режимам полета и скорости реакции на различные команды.
    • Погода за бортом и ее изменения со временем.
    • Рельеф и другие особенности местности в текущий момент, их изменения со временем.
    • Исходный и конечный пункты полета, расстояние и основные характеристики рельефа между ними.
    • Исправность или неисправность элементов системы контроля полета и управления самолетом, показатели системы мониторинга и их изменение со временем.
    • Наличие пролетающих вблизи курса самолета других самолетов, их геометрические и скоростные характеристики.
    • Чрезвычайные ситуации, например, террористы на борту, нарушение герметичности корпуса, внезапные заболевания и «смерть» отдельных членов экипажа.

    При этом вся совокупность условий должна быть непротиворечивой, выглядеть и развиваться подобно реальным событиям. Некоторые условия, например, погода, должны изменяться достаточно медленно, другие события — происходить внезапно и приводить к связанным с ними последствиям (нарушение герметичности корпуса может сопровождаться поломками каких-то элементов системы мониторинга или «смертью» одного из пилотов). Если приборы показывают наличие грозы по курсу и они исправны, через некоторое время летчики должны увидеть грозу за бортом и она может начать оказывать влияние на условия полета.

    Понятно, что одним из элементов симулятора служит система визуализации обстановки за бортом — она показывает пилотам «вид за окнами». Пилоты в ходе полета ориентируются по показателям огромного количества датчиков, представленных на приборной панели самолета. Вся их работа тоже должна симулироваться. Наличие и характеристики работы таких датчиков могут зависеть от симулируемой модели, но их расположение, форма и цвет служат слишком важными элементами выработки навыков управления самолетом, поэтому требуется поддерживать эти характеристики близкими к реальным. Представлять их только в виде изображений на некоторой панели неудобно, поскольку они должны располагаться и выглядеть максимально похоже на реальные прототипы. Значит, симулировать можно только небольшое семейство самолетов с практически одним и тем же набором приборов на приборной панели.

    Разработка архитектуры по

    Архитектура программного обеспечения — это очень простая концепция, интуитивно понятная большинству инженеров даже с небольшим опытом работы. В то же время довольно сложно дать формальное определение этой концепции. В частности, сложно провести четкую границу между проектом и архитектурой, поскольку архитектура представляет собой один из аспектов проекта, в котором внимание уделяется строго определенным вещам.

    В книге An Introduction to Software Architecture Дейвид Гарлан (David Garlan) и Мэри Шоу (Mary Shaw) пишут, что архитектура — это особый уровень проекта: «Помимо создания алгоритмов и структур данных, необходимо решить еще одну принципиальную задачу — разработать общую структуру системы. Процесс разработки структуры включает в себя создание общей инфраструктуры организации системы и управления ею, выбор протоколов и методов синхронизации и доступа к данным, распределение функций системы между компонентами, физическое распределение, объединение элементов проекта, масштабирование, оптимизацию производительности и выбор оптимальных вариантов среди доступных альтернатив». [GAR93]

    Однако архитектура не ограничивается рамками структуры программного продукта. Сотрудники группы разработчиков архитектур IEEE называют архитектуру «концепцией системы высочайшего уровня в своей среде» [IEP1471]. В этом определении архитектура охватывает такие аспекты, как целостность системы, экономическую целесообразность ее реализацию, эстетику программирования и стиль. В рамках архитектуры рассматриваются не только внутренние элементы системы, но и взаимодействие системы с внешней средой, включая пользовательскую среду и среду разработки.

    В Rational Unified Process (RUP) архитектура системы программы (в данной точке) представляет собой организацию или структуру важных компонентов системы, взаимодействующих посредством интерфейсов, где компоненты состоят из последовательно уменьшающихся компонентов и интерфейсов.

    Описание архитектуры

    Для обсуждения структуры программы сначала следует определить архитектурное представление, способ описания важных аспектов архитектуры. В RUP это описание фиксируется в Документе по архитектуре программного обеспечения.

    Архитектурные представления

    Архитектуру программного обеспечения можно проиллюстрировать с помощью нескольких архитектурных представлений. Каждое архитектурное представление связано с некоторым определенным набором вопросов, интересующих участников разработки: пользователей, проектировщиков, менеджеров, технических специалистов, обслуживающий персонал и так далее.

    Архитектурные представления охватывают основные решения, принятые при выборе структуры программного обеспечения, и демонстрируют декомпозицию архитектуры на составляющие ее компоненты, соединители и формы [PW92]. Решения, принимаемые при выборе структуры, обусловлены функциональными и дополнительными требованиями, а также другими ограничениями. В свою очередь, эти решения порождают новые ограничения в отношении требований и последующих решений на более низких уровнях.

    Типичный набор архитектурных представлений

    Архитектуру можно представить в виде совокупности архитектурных представлений, каждое из которых описывает «значимый для архитектуры» элемент модели. В RUP отправной точкой при разработке архитектуры служит типичный набор архитектурных представлений, который называется «моделью 4+1» [KRU95]. Модель содержит следующие компоненты:

    • Представление вариантов использования, в состав которого входят сценарии и варианты использования, описывающие значимые для архитектуры технические риски, классы и поведение системы. Это подмножество модели вариантов использования.
    • Логическое представление содержит важнейшие классы проекта, распределенные по пакетам и подсистемам, которые, в свою очередь, распределены по слоям. Кроме того, это представление содержит некоторые реализации вариантов использования. Данное представление представляет собой подмножество модели проекта.
    • Представление реализации содержит общие сведения о модели реализации и ее структуре с точки зрения модулей, пакетов и слоев. В это представление также входит информация о распределении пакетов и классов логического представления по пакетам и модулям представления реализации. Это подмножество модели реализации.
    • Представление процессов содержит описание задач (процессов и нитей), их взаимодействия и конфигурации, а также взаимосвязи между классами и объектами проекта и задачами. Это представление применяется только в системах, обладающих значительным параллелизмом. В RUP это подмножество модели проекта.
    • Представление развертывания содержит описания физических узлов наиболее распространенных конфигураций платформ и информацию о распределении задач (из представления процессов) между физическими узлами. Это представление применяется только с распределенными системами. Оно представляет собой подмножество модели развертывания.

    Подробную информацию об архитектурных представлениях можно найти в документе по архитектуре программного обеспечения. Можно создавать и другие представления, отражающие те или иные аспекты системы: представление интерфейса, представление защиты, представление данных и т.д. В простых системах можно обойтись без некоторых из представлений, входящих в модель 4+1.

    Фокус архитектуры

    Хотя перечисленные выше представления могут полностью охватывать проект системы, в состав архитектуры входят только вполне определенные аспекты:

    • Структура модели — организационные шаблоны, например слои.
    • Базовые элементы — важнейшие варианты использования, классы, общие механизмы и т.п. (в противоположность всем элементам модели).
    • Несколько ключевых сценариев, на которых продемонстрированы основные потоки управления в системе.
    • Службы, характеризующие модульность системы, необязательные компоненты и аспекты, относящиеся к линиям продукта.

    По сути архитектурные представления представляю собой абстракции, или упрощенные представления, проекта в целом, в которых убраны ненужные детали и подчеркнуты важнейшие характеристики. Эти характеристики приобретают особую важность при обсуждении следующих вопросов:

    • Эволюция системы — переход к следующему циклу разработки.
    • Повторное использование архитектуры и ее частей в контексте линии продукции.
    • Оценка таких характеристик системы, как производительность, коэффициент готовности, переносимость и безопасность.
    • Распределение задач разработки между группами разработчиков.
    • Решения, касающиеся применения стандартных готовых компонентов.
    • Включение системы целиком в систему более широкого профиля.

    Шаблоны архитектуры

    Шаблоны архитектуры представляют собой готовые формы для решения стандартных архитектурных задач. Среда архитектуры или инфраструктура архитектуры (промежуточное программное обеспечение) — это набор компонентов, на базе которых можно построить определенную архитектуру. Среда (инфраструктура) должна содержать компоненты для решения основных задач архитектуры, обычно в пределах определенной предметной области, например управления.

    Примеры шаблонов архитектуры

    В [BUS96] шаблоны архитектуры сгруппированы по характеристикам систем, в которых они наиболее часто применяются, при этом одна категория отведена под шаблоны общей структуры. В следующей таблице показаны категории [BUS96] и содержащиеся в них шаблоны.

    Архитектура приложения

    Стоимость архитектуры приложения

    сроки выполнения : 21 день

    От чего зависит цена

    По вашему желанию,
    цена будет снижена , если:

    Заказать годовое сопровождение

    Сократить объем работ
    (меньше концептов)

    Увеличить сроки выполнения

    Проектирование архитектуры приложения

    Хорошо проработанная архитектура нужна всем приложениям, и сложным, и шаблонным. С ее помощью экономится время, усилия и деньги.

    Архитектура мобильных приложений – совокупность решений, как организовать программу. В нее входят: структурные элементы и интерфейсы, связи между выбранными элементами, общий стиль программы.

    Хорошая архитектура означает выгоду: простота и эффективность. Программу с такой архитектурой легче изменять, тестировать и отлаживать. Как понять, хорошая ли архитектура у вашего приложения?

    1. Эффективность: приложение выполняет поставленные задачи и выполняет функции в любых условиях. Система производительна, надежна и справляется со всеми нагрузками.
    2. Гибкость: выбранное решение легко менять, и ошибок становится меньше. Можно изменить один элемент, и это не станет фатальным для других составляющих.
    3. Расширяемость: в приложение можно добавлять сколько угодно функций, если потребуется.
    4. Масштабируемость: время на разработку и дополнение уменьшается. Хорошая архитектура позволяет направить разработку в несколько параллельных потоков.
    5. Тестируемость: приложение легко тестируется, а значит, уменьшается число ошибок и увеличивается его надежность.
    6. Повторное использование: элементы и структуру можно использовать в других проектах.
    7. Понятность: код должен быть понятен как можно большему количеству людей. Над приложением работает много людей. Хорошая архитектура позволяет новичкам быстро разобраться в проекте.

    Мы знаем, как сделать хорошую архитектуру! Обращайтесь в агентство KOLORO. Проектирование мобильных приложений – наша специализация.

    Как происходит проектирование приложений

    Проектирование мобильных или веб-приложений может проходить тремя способами, в зависимости от задач проекта:

    • монолитный;
    • модульный;
    • сервис-ориентированный.

    Монолитный – это самый древний подход, в нем нет сложных систем. На сервере хранится необходимая логика, а в базе – вся нужная информация для сервера. Такие приложения очень просты и требуют сравнительно мало времени на разработку. Но есть существенные минусы, из-за которых этот подход сегодня почти не применяется.

    В долгосрочной перспективе приложения обязательно меняются, потому что должны соответствовать новым платформам, гаджетам и операционным системам. В ходе жизни любой программы меняются команды разработчиков. Небольшой функционал дополняется новыми идеями. Поэтому монолитность, пусть и дешевая на старте, не всегда оправдывает себя.

    Модульная архитектура – приложение разделяется на модули, каждый из которых отвечает за одну функцию. Модули не зависят друг от друга, и при сбое одного элемента другие продолжают работать. Это упрощает отладку приложения.

    Пример подобной архитектуры – PHP-фреймворки, платформы, на основе которых разрабатываются веб-приложения. В этом случае стоимость проекта немного выше по сравнению с монолитным приложением. Зато модули дают возможность создавать достаточно сложные приложения.

    Мы знаем, как ускорить проектирование интерфейса приложения! Обращайтесь к специалистам агентства KOLORO.

    Сервис-ориентированный подход – продолжение модульного. С усложнением приложений некоторые модули выносятся на отдельные аппаратные части и сервисы. Модули здесь иногда держат собственные базы данных и располагаются на отдельных устройствах. В этом есть свои плюсы и минусы.

    Сервисы могут писаться на разных языках, и их взаимодействие настраивается через интерфейс между элементами архитектуры. Пример подобных модулей – сервисы для электронной почты, смс-сообщений. Существенный минус: здесь нужно очень тщательно продумывать функции различных сервисов и их взаимодействие, чтобы все звенья цепочки работали без ошибок.

    Такая архитектура требует серьезных вложений на старте, зато при грамотном подходе снижаются затраты на последующих этапах разработки. Сервис-ориентированная архитектура хороша для больших компаний.

    Сколько стоит час работы архитектора приложения?

    Проектирование приложения может оцениваться «пакетом» или по часовой ставке. Диапазон расценок варьируется от 10 000 до 200 000 рублей, а в среднем проектирование обычно оценивается в 100 000 рублей.

    Часовая ставка меняется в диапазоне от 1 000 до 2 000 рублей. Чаще всего встречается сумма 1 500 – 1 800 рублей за час.

    Архитектор приложений – отдельный специалист, который решает, какое внутреннее устройство должно быть у программы или приложения. Для этого он учитывает требования к проекту и имеющиеся ресурсы, чтобы найти оптимальное решение для заказчика и для команды разработчиков.

    В обязанности архитектора приложения входит:

    • проектирование системы исходя из требований;
    • определение архитектуры и пути, по которому она должна развиваться;
    • выбор, по какой технологии создается каждый элемент;
    • выбор, каким способом взаимодействуют элементы приложения;
    • создание прототипа;
    • проектирование интерфейсов мобильных приложений;
    • анализ и усовершенствование архитектуры;
    • написание стандартов, каталогов, документации;
    • координация архитектуры на всех этапах жизни приложения.

    Архитектор также работает с программистами – он обучает и консультирует разработчиков касательно приложения, выдает инструкции, каким образом следует создавать приложение. При этом он ищет компромиссы между заказчиками, менеджерами, разработчиками.

    В наших силах – дизайн, проектирование приложений, создание уникального пользовательского опыта. Обращайтесь к разработчикам агентства KOLORO!

    Из чего состоит архитектура мобильных приложений

    Архитектура зависит от выбранного типа приложения.

    Мобильное native-приложение – это программа для iOS, Android и других платформ. Native означает, что приложение создано для одной платформы. Плюс – эффективность благодаря соответствию всем требованиям выбранной категории устройств. Минус – приложение плохо работает на других платформах.

    Мобильное веб-приложение – сайт, оптимизированный для работы на мобильном устройстве. Плюс – работает на всех платформах. Минус – требует постоянного подключения к Интернету, потому что расположено на отдельном сервере в сети.

    Гибридное приложение совмещает в себе элементы первых двух типов. Проектирование андроид приложения и программ для iOS в последнее время часто выбирает этот тип.

    Основа архитектуры мобильного приложения – единый интерфейс, через который взаимодействуют все части программы. Ядро использует различные файлы, которые можно разделить на базовые и конфигурационные. Первые находятся в приложении, которое публикуется в магазине:

    • компоненты для отображения страниц;
    • модули для синхронизации, импорта и экспорта нужной информации;
    • веб-сервисы;
    • доступ к нужным плагинам.

    Конфигурационные включают в себя манифест и настройки разделов. Эти файлы загружаются при установке на устройство. С их помощью программа настраивается так, чтобы работать на конкретном устройстве наилучшим образом.

    Визуальное проектирование приложений

    Визуальное проектирование (RAD) – современный инструмент, ускоряющий разработку приложений. Быстрота достигается за счет графических средств, с помощью которых разработчики создают программы. Разработчики рисуют новое приложение в специальных программах. Сразу визуально видны схемы базы данных, интерфейсы, эскизы экранов.

    Приложения для Apple пишем только на компьютерах Mac, чтобы продукт точно работал быстро и качественно. Проектирование android приложения проводим сразу для нескольких устройств, на которых планируется установка программы.

    Проектирование java приложений обходится дешевле, чем создание программ на языках C и С++. Java – доступный и легкий для понимания язык, к нему предлагается множество сервисов и библиотек. Наши специалисты смогут создать быструю и надежную программу с экономичным использованием компьютерных ресурсов – и это будет дешевле, чем проект на С.

    Проектирование, разработка мобильных приложений – мы можем все. И это не преувеличение. Обращайтесь к специалистам нашего агентства KOLORO!

    Архитектура программного обеспечения

    Архитектура программного обеспечения (англ. software architecture ) — это структура программы или вычислительной системы, которая включает программные компоненты, видимые снаружи свойства этих компонентов, а также отношения между ними. Этот термин также относится к документированию архитектуры программного обеспечения. Документирование архитектуры ПО упрощает процесс коммуникации между заинтересованными лицами (англ. stakeholders ), позволяет зафиксировать принятые на ранних этапах проектирования решения о высокоуровневом дизайне системы и позволяет использовать компоненты этого дизайна и шаблоны повторно в других проектах.

    Содержание

    Обзор

    Область компьютерных наук с момента своего образования столкнулась с проблемами, связанными со сложностью программных систем. Ранее проблемы сложности решались разработчиками путем правильного выбора структур данных, разработки алгоритмов и применения концепции разграничения полномочий. Хотя термин «архитектура программного обеспечения» является относительно новым для индустрии разработки ПО, фундаментальные принципы этой области неупорядоченно применялись пионерами разработки ПО начиная с середины 1980-х. Первые попытки осознать и объяснить программную архитектуру системы были полны неточностей и страдали от недостатка организованности, часто это была просто диаграмма из блоков, соединенных линиями. В 1990-е годы наблюдается попытка определить и систематизировать основные аспекты данной дисциплины. Первоначальный набор шаблонов проектирования, стилей дизайна, передового опыта (best-practices), языков описания и формальная логика были разработаны в течение этого времени. ЕПИ-3-11 супер Основополагающей идеей дисциплины программной архитектуры является идея снижения сложности системы путем абстракции и разграничения полномочий. На сегодняшний день до сих пор нет согласия в отношении четкого определения термина «архитектура программного обеспечения».

    Являясь в настоящий момент своего развития дисциплиной без четких правил о «правильном» пути создания системы, проектирование архитектуры ПО все еще является смесью науки и искусства. Аспект «искусства» заключается в том, что любая коммерческая система подразумевает наличие применения или миссии. То, какие ключевые цели имеет система, описывается с помощью сценариев как нефункциональные требования к системе, также известные как атрибуты качества, определяющих, как будет вести себя система. Атрибуты качества системы включают в себя отказоустойчивость, сохранение обратной совместимости, расширяемость, надежность, пригодность к сервисному обслуживанию (maintainability), доступность, безопасность, удобство использования, а также другие качества. С точки зрения пользователя программной архитектуры, программная архитектура дает направление для движения и решения задач, связанных со специальностью каждого такого пользователя, например, заинтересованного лица, разработчика ПО, группы поддержки ПО, специалиста по сопровождению ПО, специалиста по развертыванию ПО, тестера, а также конечных пользователей. В этом смысле архитектура программного обеспечения на самом деле объединяет различные точки зрения на систему. Тот факт, что эти несколько различных точек зрения могут быть объединены в архитектуре программного обеспечения является аргументом в защиту необходимости и целесообразности создания архитектуры ПО еще до этапа разработки ПО.

    История

    Начало архитектуре программного обеспечения как концепции было положено в научно-исследовательской работе Эдсгера Дейкстры в 1968 году и Дэвида Парнаса в начале 1970-х. Эти ученые подчеркнули, что структура системы ПО имеет важное значение, и что построение правильной структуры — критически важно. Популярность изучения этой области возросла с начала 1990-х годов вместе с научно-исследовательской работой по исследованию архитектурных стилей (шаблонов), языков описания архитектуры, документирования архитектуры, и формальных методов.

    В развитии архитектуры программного обеспечения как дисциплины играют важную роль научно-исследовательские учреждения. Мэри Шоу и Дэвид Гэрлан из университета Carnegie Mellon написали книгу под названием «Архитектура программного обеспечения: перспективы новой дисциплины в 1996 году», в которой выдвинули концепции архитектуры программного обеспечения, такие как компоненты, соединители (connectors), стили и так далее. В калифорнийском университете институт Ирвайна по исследованию ПО в первую очередь исследует архитектурные стили, языки описания архитектуры и динамические архитектуры.

    Первым стандартом программной архитектуры является стандарт IEEE 1471: ANSI / IEEE 1471—2000: Рекомендации по описанию преимущественно программных систем. Он был принят в 2007 году, под названием ISO ISO / IEC 42010:2007.

    Темы по программной архитектуре

    Языки описания архитектуры

    Языки описания архитектуры (ADLS) используются для описания архитектуры программного обеспечения. Различными организациями было разработано несколько различных ADLS, в том числе AADL (стандарт SAE), Wright (разработан в университете Carnegie Mellon), Acme (разработан в университете Carnegie Mellon), xADL (разработан в UCI), Darwin (разработан в Imperial College в Лондоне), DAOP-ADL (разработан в Университете Малаги), а также ByADL (Университет L’Aquila, Италия). Общими элементами для всех этих языков являются понятия компонента, коннектора и конфигурации.

    Виды (views)

    Архитектура ПО обычно содержит несколько видов, которые аналогичны различным типам чертежей в строительстве зданий. В онтологии, установленной ANSI / IEEE 1471—2000, виды являются экземплярами точки зрения, где точка зрения существует для описания архитектуры с точки зрения заданного множества заинтересованных лиц.

    • Функциональный/логический вид
    • Вид код/модуль
    • Вид разработки (development)/структурный
    • Вид параллельности выполнения/процесс/поток
    • Физический вид/вид развертывания
    • Вид с точки зрения действий пользователя
    • Вид с точки зрения данных

    Хотя было разработано несколько языков для описания архитектуры программного обеспечения, в настоящий момент нет согласия по поводу того, какой набор видов должен быть принят в качестве эталона. В качестве стандарта «для моделирования программных систем (и не только)» был создан язык UML.

    Базовые фреймворки для архитектуры ПО (software architecture frameworks)

    Существуют следующие фреймворки, относящихся к области архитектуры ПО:

    • 4+1
    • RM-ODP (Reference Model of Open Distributed Processing)
    • Service-Oriented Modeling Framework (SOMF)

    Такие примеры архитектур как фреймворк Захмана (Zachman Framework), DODAF и TOGAF относятся к области архитектуры предприятия (enterprise architectures).

    Отличие архитектуры ПО от детального проектирования ПО

    Архитектура ПО является реализацией нефункциональных требований к системе, в то время как проектирование ПО является реализацией функциональных требований.

    Архитектура ПО, которую также можно представить себе в виде разработки стратегии — это деятельность, связанная с определением глобальных ограничений, накладываемых на проектирование системы, такие как выбор парадигмы программирования, архитектурных стилей, стандарты разработки ПО, основанные на использовании компонентов, принципы проектирования и ограничения, накладываемые государственным законодательством. Детальное проектирование, то есть разработка тактики — это деятельность, связанная с определением локальных ограничений проекта, такие как шаблоны проектирования, архитектурные модели, идиомы программирования и рефакторинга. Согласно «гипотезе напряжения/окрестности» (Intension/Locality Hyphotysis), различие между архитектурным и детальным проектированием определяется критерием окрестности (Locality Criteria), согласно которому утверждение, что дизайн ПО не является локальным (а является архитектурным) истинно тогда и только тогда, когда программа, которая удовлетворяет этому критерию может быть расширена в программу, которая не удовлетворяет ему. Например, стиль приложения клиент-сервер является архитектурным стилем (стратегическим дизайном), потому что программа, которая построена на этом принципе, может быть расширена в программу, которая не является клиент-сервером, например, путем добавления peer-to-peer узлов.

    Архитектура является проектированием (дизайном), но не всякий дизайн является архитектурным дизайном. На практике, архитектор определяет грань между архитектурой программного обеспечения (архитектурным дизайном) и детальным дизайном (неархитектурным проектированием). Не существует правил или инструкций, как сделать это, которые подходят для любого случая.

    Примеры архитектурных стилей и моделей

    Есть много распространенных способов разработки программных модулей и их связей, в том числе:

    • Blackboard
    • Клиент-серверная модель (client-server)
    • Архитектуры, построенные вокруг базы данных (database-centric architecture)
    • Распределенные вычисления (distributed computing)
    • Событийная архитектура (event-driven architecture)
    • Front end and back end
    • Неявные вызовы (implicit invocations)
    • Монолитное приложение (monolithic application)
    • Peer-to-peer
    • Пайпы и фильтры (pipes and filters)
    • Plugin
    • Representational State Transfer
    • Rule evaluation
    • Поиск-ориентированная архитектура
    • Сервис-ориентированная архитектура
    • Shared nothing architecture
    • Software componentry
    • Space based architecture
    • Структурированная
    • Трех-уровневая

    Архитектура программного обеспечения

    Основы разработки ПО

    Разработка программного обеспечения может быть разделена на следующие этапы:

    · Формирование требований к системе;

    · Ввод в действие.

    Во время выполнения курсового проекта необходимо провести часть проектирования и программную реализацию ИС. На этапе проектирования, кроме формирования модели данных, осуществляется также разработка архитектуры ИС, включающая выбор платформы и операционной системы. Кроме платформы определяется следующие характеристики архитектуры: будет ли это «файл-сервер», «клиент-сервер» или 3-уровневая архитектура. Для выбора оптимальной архитектуры, необходимо сравнить уже существующие типы архитектур.

    Сравнение современных архитектур ИС

    Классификация информационных систем по их архитектуре:

    · Двухзвенная архитектура «клиент-сервер»;

    · Многозвенная архитектура «клиент-сервер»;

    · Архитектура на технологии Internet.

    Архитектура «файл-сервер». При опоре на файл-серверные архитектуры сохраняется автономность прикладного (и большей части системного) программного обеспечения, работающего на каждой PC сети (рис.1). Фактически, компоненты информационной системы, выполняемые на разных PC, взаимодействуют только за счет наличия общего хранилища файлов, которое хранится на файл-сервере [13]. В классическом случае в каждой PC дублируются не только прикладные программы, но и средства управления базами данных (рис.4).

    Рис.4. Архитектура «файл-сервер».

    Простое, работающее с небольшими объемами информации и рассчитанное на применение в однопользовательском режиме, файл-серверное приложение можно спроектировать, разработать и отладить очень быстро. Очень часто для небольшой компании для ведения, например, кадрового учета достаточно иметь изолированную систему, работающую на отдельно стоящем PC. Конечно, и в этом случае требуется большая аккуратность конечных пользователей (или администраторов, наличие которых в этом случае сомнительно) для надежного хранения и поддержания целостного состояния данных. Однако, в уже ненамного более сложных случаях (например, при организации информационной системы поддержки проекта, выполняемого группой) файл-серверные архитектуры становятся недостаточными.

    Клиент-сервер (Client-server) — вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемых серверами, и заказчиками услуг, называемых клиентами. Нередко клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением. Схематически такую архитектуру можно представить, как показано на рис.5.

    Рис.5. Классическое представление архитектуры «клиент-сервер»

    тьюторский поддержка программный обеспечение

    В этом случае вся прикладная часть информационной системы выполняется на рабочих станциях системы (т.е. дублируется), а на стороне сервера осуществляется только доступ к базе данных. Если логика прикладной части системы достаточно сложна, то такой подход порождает проблему «толстого» клиента. Каждая рабочая станция должна обладать достаточным набором ресурсов, чтобы быть в состоянии произвести прикладную обработку данных, поступающих от пользователя и из базы данных. Для того чтобы клиенты могли быть «тонкими», а зачастую и для повышения общей эффективности системы, все чаще применяются трехзвенные архитектуры «клиент-сервер» (рис.6).

    Рис.6. Представление многоуровневой архитектуры «клиент-сервер»

    В этой архитектуре, кроме клиентской части системы и сервера базы данных, вводится промежуточный сервер приложений. На стороне клиента выполняются только интерфейсные действия, а вся логика обработки информации поддерживается в сервере приложений. Достоинствами такой архитектуры является масштабируемость, конфигурируемость — изолированность уровней друг от друга позволяет быстро и простыми средствами переконфигурировать систему при возникновении сбоев или при плановом обслуживании на одном из уровней, безопасность.

    Архитектура на основе Internet/Intranet. Это клиент-серверное приложение, в котором клиентом выступает браузер, а сервером — веб-сервер (рис.7).

    Рис.7. Архитектура на основе Internet/Intranet

    Логика веб-приложения распределена между сервером и клиентом, хранение данных осуществляется, преимущественно, на сервере, обмен информацией происходит через Internet. Одним из преимуществ такого подхода является тот факт, что клиенты не зависят от конкретной операционной системы пользователя, поэтому веб-приложения являются межплатформенными сервисами.

    Обобщая вышесказанное можно выделить основные особенности веб-архитектуры:

    · отсутствие необходимости использовать дополнительное ПО на стороне клиента — это позволяет автоматически реализовать клиентскую часть на всех платформах;

    · возможность подключения практически неограниченного количества клиентов;

    · благодаря единственному месту хранения данных и наличия системы управления базами данных обеспечиваются минимальные требования для поддержания целостности данных;

    · доступность при работоспособности сервера и каналов связи;

    · недоступность при отсутствии работоспособности сервера или каналов связи;

    · относительно объема данных — архитектура Веб систем не имеет существенных ограничений.

    Таким образом, было проведено сравнение известных архитектур ИС.

    Выбор архитектуры ПО и программных средств разработки

    Сделав сравнение архитектур, в качестве архитектуры ИС выбрана трехуровневая архитектура на основе Web-технологии.

    Для упрощения разработки выбран шаблон (паттерн) MVC (рис.8).

    Рис.8. Паттерн Model-View-Controller

    MVC предназначен для отделения данных и логики от интерфейса.

    Этот шаблон разделяет работу веб-приложения на три отдельные функциональные роли: модель данных (model), пользовательский интерфейс (view) и управляющую логику (controller). Таким образом, изменения, вносимые в один из компонентов, оказывают минимально возможное воздействие на другие компоненты.

    В данном паттерне модель не зависит от представления или управляющей логики, что делает возможным проектирование модели как независимого компонента и, например, создавать несколько представлений для одной модели.

    Для создания системы поддержки самостоятельной работы студентов IT-направлений выбраны следующие средства разработки ПО:

    MySQL — свободная система управления базами данных (СУБД) [14].

    Apache — свободный веб-сервер [15].

    PHP — язык программирования, специально разработанный для написания web-приложений [16].

    NetBeans IDE — свободная интегрированная среда разработки приложений (IDE) на языках программирования Java, JavaFX, Python, PHP, JavaScript, C++ и ряда других [17].

    Kohana — веб-фреймворк с открытым кодом, который использует архитектурную модель HMVC (Hierarchical Model-View-Controller — иерархическая Модель-Контроллер-Вид) [18].

    Расмотренный набор средств разработки позволит создать полноценное программное обеспечение web-ориентированнйо системы.

    Читать еще:  Ошибка сервера в приложении web api
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×