Profa. Tarciane Andrade

Agenda

� Quem é o arquiteto?� Padrões Arquiteturais - Motivação� Definição

Classificação� Classificação� Descrevendo Padrões� Padrão Camadas

Quem é o Arquiteto?

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“O Arquiteto” - The Matrix

O Arquiteto...� ... é um Líder Técnico!

� Possui conhecimento técnico e qualidades de um líder

� Tem autonomia para tomar decisões técnicas no projeto

Diferente do Gerente de Projetos

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� Diferente do Gerente de Projetos� Gerencia o projeto em termos de alocação de recursos,

cronograma e custos� GP = Produtor � garantir que as coisas sejam feitas� Arquiteto = Diretor � garantir que as coisas sejam feitas da

maneira correta

O Arquiteto...� ... é um Líder Técnico!

� Contribui ativamente para o planejamento de atividades do projeto

� Interage bastante com os outros membros da equipe (Analistas, Desenvolvedores, etc.)

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(Analistas, Desenvolvedores, etc.)

� É orientado a pessoas � atua como mentor de outros membros da equipe

� É focado na entrega de resultados � força motriz do lado técnico do projeto

O Arquiteto...� ... conhece o Processo de Desenvolvimento!

� O processo assegura que os membros da equipe trabalhem de forma coordenada

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� O processo define os papéis envolvidos, as atividades a serem desempenhadas e os produtos de trabalho gerados

� Deve conhecer os demais papéis e suas responsabilidades

O Arquiteto...� ... conhece o Domínio do Negócio!

� Ajuda a melhor entender e contribuir para que os requisitos sejam devidamente capturados

Equilíbrio entre conhecimento Técnico e conhecimento do

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� Equilíbrio entre conhecimento Técnico e conhecimento do Negócio

� O domínio tem impacto na arquitetura

� Caso contrário, a solução pode não atender ao problema

O Arquiteto...� ... tem conhecimento Técnico!

� Não é necessariamente um expert

� Tende a ser generalista, em vez de especialista

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� Tende a ser generalista, em vez de especialista

� Possui certo nível de conhecimento técnico

� Conhece muitas tecnologias em um nível superior, em vez de algumas tecnologias no nível de detalhe

O Arquiteto...� ... tem conhecimento em Design de sistemas!

� Arquitetura envolve decisões importantes de design

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� Deve ditar os vários tipos de padrões, incluindo padrões de código, ferramentas e plataformas que serão utilizadas

O Arquiteto...� ... tem conhecimento em Programação!

� Desenvolvedores é um dos grupos mais importantes com o qual o arquiteto interage

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� Favorece a comunicação efetiva

� Abstrair conceitos em linguagens e aprendê-las na profundidade necessária

O Arquiteto...� ... é um Bom Comunicador!

� Falar bem e escrever bem

� Ser um bom observador e saber ouvir

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Ser um bom observador e saber ouvir

� Comunicar de forma clara e garantir o entendimento

� Conquistar o respeito da equipe

� Motivar a equipe

O Arquiteto...� ... toma Decisões!

� Toma decisões críticas sob pressão e deve fazer com que essas decisões sejam cumpridas à risca

� É importante ter experiência

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� É importante ter experiência

� A inabilidade de tomar decisões vai prejudicando o projeto

� O time perde confiança no arquiteto

� Decisões passam a ser tomadas por cada um

O Arquiteto...� ... deve estar ciente da Política Organizacional!

� Não deve estar apenas preocupado com tecnologia

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� Sabe onde o poder reside e busca utilizá-lo em favor do projeto

O Arquiteto...� ... é um Negociador!

� Interage com as diversas partes interessadas do projeto

� Requistos podem possuir riscos associados

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� Requistos podem possuir riscos associados

� Riscos devem ser tratados

� Requisitos podem ser diminuidos para eliminar riscos

O Arquiteto evita Problemas...

� “Uma equipe teve que refazer parte da implementação de JavaScripts da camada de apresentação de um sistema ao perceber, já em produção, que o sistema não atendia o navegador Firefox.”navegador Firefox.”

� “Em um outro projeto descobriu-se, já em produção, que o tempo médio dos casos de uso era de 40 segundos.”

Motivações para o estudo de Arquitetura de Software

� Sistemas cada vez maiores;� Sistemas cada vez mais complexos;� Mais requisitos em termos de confiabilidade;� Mais requisitos em termos de desempenho;Mais requisitos em termos de desempenho;� Mais requisitos em termos de economia;� Mais requisitos em termos de integração;� Necessidade de manutenibilidade – facilidade de

reparo e evolução;� Tendência à componentização;� Busca pela reusabilidade.

Definição

� “A arquitetura de um software é a estrutura do sistema, compreendendo componentes de software, propriedades desses componentes que são visíveis externamente e o que são visíveis externamente e o relacionamento entre eles”. Paul Clements, SEI.

Definição

� “A Arquitetura de Software inclui o conjunto de decisões significantes sobre a organização de um software tais como a seleção dos elementos estruturais e suas interfaces; o elementos estruturais e suas interfaces; o comportamento entre esses elementos; a composição destes elementos estruturais e de comportamento em subsistemas maiores e o estilo arquitetural que guia esta organização.”, Booch, Kruchten, Reitman, Bittner, and Shaw.

� Ponte entre os Requisitos e sua Implementação.

Arquitetura de Software

� Abstração que ajuda a gerenciar a complexidade

� Projeto Arquitetural do Software envolve:� Estrutura modular do software

Arquitetura de Software

� Componentes� Relacionamento entre componentes

� Formada por diferentes visões (4 + 1):

Arquitetura de Software

Visão Lógica Visão de Implementação

Visão de Casos de Uso

Visão de ImplantaçãoVisão de Processos

� Visão de Casos de Uso:� Compreende as situações de uso do sistema que

descrevem o comportamento do sistema conforme é visto pelo seus usuários finais.

� Casos de uso com impacto mais significativo na arquitetura.

Arquitetura de Software - Visão

Casos de uso com impacto mais significativo na arquitetura.

� Visão Lógica:� Abrange as classes, interfaces e colaborações que formam

o vocabulário do problema e de sua solução.� Preocupação com quantidade de camadas, plataforma a

ser utilizada, tecnologias, componentes, diagrama de classes

� Visão de Processos� Abrange os processamentos paralelos, visualizando

cooperação entre componentes e sincronização.� Questões como concorrência, distribuição, integração,

performance e escalabilidade.

Arquitetura de Software - Visão

performance e escalabilidade.

Arquitetura de Software - Visão� Visão de Implementação

� Cobre os arquivos utilizados para a montagem e fornecimento do sistema físico.

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� Visão de Implantação� Compreende os nós em que os componentes do sistema são

executados.

Questões estruturais da Arquitetura de Software

� Seleção de alternativas de projeto;

� Escalabilidade (crescimento) e desempenho;

� Organização e estrutura geral do software;

� Protocolos de comunicação;

� Atribuição de funcionalidade a componentes de projeto.

Principais Padrões Arquiteturais� Padroes do livro:(*) Buschmann, Frank; Meunier Regine;

Rohnert, Hans; Sommerlad, Peter; Stal, Michael. Pattern-Oriented Software Architecture: A System of Patterns. Wiley.1998.

� Estruturais – padrões nesta categoria ajudam você a evitar � Estruturais – padrões nesta categoria ajudam você a evitar um “mar” de componentes ou objetos. Em particular, eles suportam uma decomposição controlada de uma tarefa global do sistema em subtarefas cooperativas.

� A categoria inclui os seguintes padrões:� Camadas� Pipes e Filtros

Principais Padrões Arquiteturais� Sistemas Distribuídos – esta categoria

compreende macro soluções para sistemas baseados em distribuição.

� O padrão abaixo se enquadra nessa categoria:� Broker

Principais Padrões Arquiteturais� Sistemas Interativos – os padroes desta

categoria suportam a estruturação de sistemas de software.

� O padrão abaixo se enquadra:� Model-View-Controller (MVC)

Descrevendo Padrões Arquiteturais� Nome

� O nome e um curto resumo do padrão.

� Exemplo� Um exemplo do mundo real demonstrando a existência do

problema e a necessidade do padrão.problema e a necessidade do padrão.

� Contexto� As situações nas quais o padrão se aplica.

� Problema� Descreve o problema que o padrão soluciona, incluindo

uma sobre restrições, imposições e demais questões associadas ao problema.

Descrevendo Padrões Arquiteturais

� Solução� O princípio básico da solução associado ao padrão.

� Estrutura� Uma especificação detalhada dos aspectos � Uma especificação detalhada dos aspectos

estruturais do padrão.

� Usos conhecidos� Fornece exemplos de aplicação do padrão

encontrados em sistemas reais.

Padrão

CamadasPadrão

Camadas

Padrão de Camadas� Contexto

� Um grande sistema que requer decomposição.� Problema

� Imagine que esteja projetando um sistema cuja característica principal é uma mistura de assuntos de alto característica principal é uma mistura de assuntos de alto nível com assuntos de baixo nível, em que os assuntos de alto nível usam os assuntos de baixo nível.

� A parte de baixo nível está frequentemente perto do hardware � A parte de mais alto nível está frequentemente perto do usuário � O fluxo de comunicação tipicamente consiste de pedidos fluindo do

alto para o baixo nível � As respostas andam na direção contrária

Padrão de Camadas

� Problema (cont.)� Portabilidade para outras plataformas é desejada.� O trabalho tem que ser subdividido em equipes

com especificidades distintas.com especificidades distintas.

Padrão de Camadas

� Solução� Decompor em camadas de abstração de

forma que uma camada não depende da superior e utiliza serviços apenas da camada superior e utiliza serviços apenas da camada imediatamente inferior.

Padrão de Camadas� Solução

� De um ponto de vista de alto nível, a solução é extremamente simples.

� O sistema deve ser estruturado em um número apropriado de camadas, colocadas umas sobre as outras. de camadas, colocadas umas sobre as outras.

� Inicie no nível mais baixo de abstração – chame-a de “Camada 1”. Esta é a base de seu sistema.

� Trabalhe seguindo para cima no nível de abstração colocando a Camada J sobre a Camada J-1 até alcançar o nível mais elevado de funcionalidade – chame-a de “Camada N”.

� Os serviços da Camada J são usados somente pela Camada J+1.

Padrão de Camadas

Padrão de Camadas� Solução

� 1. Defina o critério de abstração para agrupar tarefas em camadas

� 2. Determine o número de níveis de abstração (baseado no critério acima) critério acima)

� Cada nível de abstração corresponde a uma camada � Às vezes não é simples decidir se deve haver uma

quebra de uma camada em subcamadas ou não � Camadas demais podem gerar overhead� Camadas de menos podem comprometer a estrutura

Padrão de Camadas� Solução

� 3. Dê um nome e atribua tarefas a cada camada � Para a camada de cima, a tarefa é a tarefa global do

sistema, do ponto de vista do usuário

� 4. Especifique os serviços � O princípio básico é de separar as camadas uma das

outras � Nenhum módulo abrange duas camadas � Tente manter mais riqueza acima e menos abaixo � Isso ajuda a prover bons serviços de alto nível para o

programador "em cima"

Padrão de Camadas� Solução

� 5. Refine as Camadas

� 6. Especifique uma interface para cada camada A camada J nada sabe sobre a camada J-1 e usa uma � A camada J nada sabe sobre a camada J-1 e usa uma interface para acessá-la;

� O padrão Facade é bastante útil para organizar a interface da camada;

� 7. Estruture as camadas individualmente � Quebre a camada em subsistemas (partições) menores

se ela for complexa;

Padrão de Camadas� Solução

� 8. Especifique a comunicação entre camadas � A camada J passa a informação necessária para a

camada J-1 ao chamá-la

� 9. Desacople camadas adjacentes � Evite situações em que a camada de baixo sabe algo

sobre seus clientes (camadas acima) � Acoplamento unidirecional é preferível

Padrão de Camadas� Solução

� 10. Projete uma estratégia de tratamento de erros� O esforço de programação e overhead podem ser

grandes para tratar erros numa arquitetura em camadas � Um erro pode ser tratado na camada onde foi � Um erro pode ser tratado na camada onde foi

descoberto ou numa camada superior � No segundo caso, deve haver mapeamento para

tornar o erro semanticamente reconhecível pela camada de cima;

� Tente tratar erros na camada mais baixa possível � Isso simplifica todas as camadas superiores que

não sabem nem devem saber do erro.

Padrão de Camadas� Estrutura

Padrão de Camadas� Estrutura (cont.)

Padrão de Camadas

� Estrutura

Padrão de Camadas

� Estrutura

Padrão de Camadas� Usos Conhecidos

� Sistemas de Informação em geral: Apresentação, Lógica da Aplicação, Camada de Persistência.

Sistemas Operacionais: Serviços de Sistema, � Sistemas Operacionais: Serviços de Sistema, Camada de Gerenciamento de Recursos, Kernel, Camada de Abstração do Hardware e o próprio Hardware.

Aplicações em duas camadas Cliente-Servidor

� Necessidade de compartilhar a lógica de acesso a dados entre vários usuários simultâneos

� Nesta estrutura a base de dados foi colocada em uma máquina específica, separada das máquinas que executam as aplicações.executam as aplicações.

� Aplicativos instalados em estações clientes contendo toda a lógica da aplicação (clientes ricos ou gordos).

� Um grande problema neste modelo é o gerenciamento de versões pois para cada alteração os aplicativos precisam ser atualizados em todas as máquinas clientes.

Aplicações em três camadas (Modelo em três camadas)

� Impulsionadas pela internet.

� Movimento no sentido de separar a lógica de negócio da interface com o usuário.Usuários da WEB possam acessar as mesmas aplicações � Usuários da WEB possam acessar as mesmas aplicações sem ter que instalar estas aplicações em suas máquinas locais.

� Como a lógica do aplicativo, inicialmente contida no cliente rico, não reside mais na máquina do usuário, este tipo de cliente passou a ser chamado de cliente pobre ou magro (Thin Client).

Aplicações em três camadas (Modelo em três camadas)

� Neste modelo o aplicativo é movido para o Servidor e um navegador Web é usado como um cliente magro.

� O aplicativo é executado em servidores Web com os quais o navegador Web se comunica e gera o código quais o navegador Web se comunica e gera o código HTML para ser exibido no cliente.

Aplicações em três camadas (Modelo em três camadas)

� Camada de apresentação� Camada que interage diretamente com o usuário e onde são

feitas as requisições ao sistema.

� Camada de negócio� Camada de negócio� Camada que contempla as funções e regras de todo o negócio.

Não faz interface com o usuário e seus dados são voláteis.

� Camada de persistência� Repositório das informações e as classes que a manipulam. � Recebe as requisições da camada de negócios e executa essas

requisições em um banco de dados.