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ACHIEVING QUALITIES

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Introducción - Tácticas

Decisiones de diseño que permiten mejorar  y lograr cualidades para mejorar  un programa

Diseño tenga portabilidad Buen rendimiento Presente integrabilidad a otro sistema

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Las tácticas están destinadas a controlar las respuestas a los estímulos

Introducción - Tácticas

Tácticas para controlar

Respuestas

RespuestaRespuestaEstímulosEstímulos

Cada táctica es una opción de diseño para el arquitecto.

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Ejemplo:

Una de las tácticas introduce redundancia para aumentar la disponibilidad de un sistema.

• Esta es una opción que el arquitecto tiene para aumentar la disponibilidad pero no es la única.

• Por lo general, el logro de una alta disponibilidad mediante la redundancia implica una necesidad de sincronización (para garantizar que la copia redundante se puede utilizar si el original no esta disponible).

A partir del presente ejemplo vemos dos ramificaciones:

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Se identificó la redundancia como una táctica, la cual puede ser refinada en función de:

• Redundancia de datos (en un sistema de base de datos)• Redundancia de la computación (en un sistema de control integrado)

 Estas son tácticas que se pueden emplear para hacer cada tipo de redundancia más concreta. Para cada atributo de calidad que se discute, se organiza las tácticas como una jerarquía.

2Un patrón que admite probable disponibilidad utilizará tanto una táctica redundancia y una táctica de sincronización. También puede utilizar las versiones más concretas de estas tácticas..

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Tácticas de disponibilidad:

•Todos los métodos para mantener la disponibilidad de incluir:Algunos tipos de redundanciaAlgún tipo de control sanitario para detectar un falloAlgún tipo de recuperación cuando se detecta una falla (ya sea automático o manual).

A partir del presente ejemplo vemos dos ramificaciones:

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Ejemplo:

Una de las tácticas introduce redundancia para aumentar la disponibilidad de un sistema.

• Esta es una opción que el arquitecto tiene para aumentar la disponibilidad pero no es la única.

• Por lo general, el logro de una alta disponibilidad mediante la redundancia implica una necesidad de sincronización (para garantizar que la copia redundante se puede utilizar si el original no esta disponible).

A partir del presente ejemplo vemos dos ramificaciones:

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Tácticas de disponibilidad:

Todos los métodos para mantener la disponibilidad de incluir: Algunos tipos de redundancia Algún tipo de control sanitario para detectar un

fallo Algún tipo de recuperación cuando se detecta

una falla (ya sea automático o manual).

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Meta de Tácticas Disponibilidad

Recuperación o reparación

Recuperación o reparación

Tácticas para controlar la

disponibilidadFallaFalla

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Detección de Fallas:

Ping/echo: Un componentes al enviar un Ping espera recibir de vuelta un eco, en un tiempo determinado

Heartbeat: Uno de los componentes emite periódicamente un mensaje de latido y otro componente esta a la escucha de este. Si falla, el componente de origen ha fracasado y un

componente de corrección de defectos es notificada. Excepciones: Encontrarse con una excepción.

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Recuperación de fallas

Votación : De cada entrada de los procesos que se ejecutan

en procesadores redundantes, se calcula un valor de salida simple que se envía a un votante.

Si el elector detecta un comportamiento desviado desde un único procesador, este falla.

El algoritmo de voto "reglas de la mayoría" o "El componente preferido”.

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Recuperación de fallas:

Redundancia Activa: Todos los componentes redundantes responder a

los eventos en paralelo La respuesta de un solo componente se utiliza

(por lo general los primeros en responder).

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Recuperación de fallas

Redundancia Pasiva: Uno de los componentes (el primario) responde a los

eventos e informa a los otros componentes estado de cambios que deben tomar.

Para la sincronización: De repuesto:

Una plataforma de computación en espera de respuesta está configurado para reemplazar muchos componentes fallidos.

Este tiene que ser reiniciado a la configuración del software adecuado y tener su estado inicializado cuando se produce un error.

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Hay tácticas para la reparación que se basan en la reintroducción de los componentes.

Operación oculta: Un componente que haya fallado antes puede

ejecutarse en modo oculto "por un corto tiempo para asegurarse de que imita el comportamiento de los otros componentes de trabajo antes de restaurar el servicio.

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Re-sincronización de Estado: Cuando los componentes están desactivados en

cualquiera de las tácticas de redundancia pasiva o activa, deben tener sus estados actualizados antes de retornar al servicio.

Punto de control / reversión: La grabación de un estado coherente creado ya sea

periódicamente o en respuesta a eventos específicos. Cuando ocurre una falla del sistema se pueden deshacer de ese estado.

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Prevención de fallos:

Separación del servicio: La eliminación de un componente del servicio para

someterse a algunas actividades prever fracasos anticipados

Transacciones: La agrupación de varias etapas sucesivas en las que

se puede deshacer todo el paquete a la vez. Proceso de monitor:

Seguimiento de un fallo en un proceso y eliminar el proceso de mora así permitir la creación de una nueva instancia de la misma.

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Resumen:

Falla Falla reparada

o recuperada

Disponibilidad

Detección de falla

Ping/EchoHeartbeatExcepción

Recuperación, preparación y reparación

VotanteRedundancia ActivaRedundancia PasivaRepuesto

Recuperación-reintroducción

OcultoResincronización de estadoRollback

Prevención

Remover del servicioTransacciónMonitor de procesos

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Tácticas de Modificabilidad:

El objetivo es controlar el tiempo y el costo de implementar, probar y desplegar los cambios.tácticas específicas incluyen: Localizar modificaciones Prevenir los efectos dominó Aplazar el enlace en tiempo

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Meta de Tácticas de Modificabilidad

Los cambios realizados, probado y desplegado

dentro de tiempo y presupuesto

Los cambios realizados, probado y desplegado

dentro de tiempo y presupuesto

Tácticas para controlar la

modificabilidadLlega el

CambioLlega el

Cambio

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Localizar modificaciones

• Mantener la coherencia semántica : asegurándose de que todas las responsabilidades en un módulo están relacionados y trabajar juntos sin excesiva dependencia de otros módulos.

• Servicios comunes resumidos- que las modificaciones solamente necesiten ser hechas una vez.

• Anticípese a los cambios esperados - considerar cambios al hacer la descomposición.

• Generalizar el módulo - el más general es el módulo, los cambios más probables pueden ser alojados con poco o ningún cambio.

• Limitar las opciones posibles - por ejemplo la limitación de la plataforma para una línea de productos podría mejorar la modificabilidad.

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Prevent Ripple Effects

• Tipos de dependencias de un módulo (B) puede tener sobre otro (A), que podría causar un efecto:– Sintaxis de los datos– Sintaxis del servicio– Semántica de los datos– Semántica de servicio– Secuencia de los datos– Secuencia de control

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Identidad de una interfaz de A Ubicación de A (tiempo de ejecución) Calidad del servicio / datos facilitados por A Existencia de A Recursos comportamiento de A

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Tácticas para evitar un efecto ripple incluyen: Ocultar información Mantener las actuales interfaces

Adición de interfaces Agregar adaptador Proporcionar un stub

Restringir los caminos de comunicación

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• El uso de un intermediario– De datos (sintaxis) – repositorios– Servicio (sintaxis) - façade, bridge, mediator,

strategy, proxy, and factory patterns– Identidad de una interfaz de A- patrón broker– Ubicación de A (tiempo de ejecución) - servidor

de nombres– Recursos comportamiento de A o recurso

controlado por A - administrador de recursos.– Existencia de A - factory patterns

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Defer Binding Time Tactics

• Muchas tácticas están destinadas a tener un impacto en el tiempo de carga o tiempo de ejecución, tales como las siguientes:– Tiempo de ejecución de registro plug-and-play – Los archivos de configuración están destinadas a

establecer los parámetros en el arranque.– El polimorfismo permite el enlace de llamadas a

métodos.– Componente de reemplazo permite el tiempo de carga

vinculante.– La adhesión a los protocolos definidos permite en

tiempo de ejecución obligar a los procesos independientes.

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Performance Tactics

El objetivo es generar una respuesta a un evento que llega al sistema, dentro de algunas limitaciones de tiempo.

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Las tácticas se dividen en tres categorías: Resource Demand Resource Management Resource Arbitration

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Contribuyentes básicos al tiempo de respuesta

• El consumo de recursos - Los recursos incluyen el CPU, almacenamiento de datos, ancho de banda, y la memoria. Los eventos pueden ser diversos tipos, y cada tipo pasa por una secuencia de procesamiento.

• Tiempo de Bloqueo- La contención de recursos- Falta de disponibilidad de recursos- La dependencia de otro tipo de cálculo

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Administración de Recursos

Aunque la demanda de recursos no es controlable, la administración de estos recursos afectan los tiempos de respuesta. Algunas tácticas para la administración de recursos son: Introducir concurrencia. Mantener múltiples copias de datos o cálculos. Incrementar recursos disponibles.

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Recursos de Arbitraje

Cada vez que existe una contención por un recurso, el recurso debe ser programado.

La tarea de un arquitecto es entender las características de cada recurso para tener una estrategia de programación.

Una política de programación conceptualmente posee 2 partes: Asignación de prioridades. Distribución.

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Recursos de Arbitraje

Algunas políticas comunes de programación son: First-in/First-out Prioridad de programación fijada

Importancia Semántica Plazo monotónico Tasa monotónica

Programación dinámica de prioridad Round Robin Plazo más cercano primero

Programación estática

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Resumen

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TÁCTICAS DE SEGURIDAD

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Tácticas de seguridad

Pueden ser divididas en 3 tipos: Resistencia ante ataques: Usar una cerradura en

la puerta. Detección de ataques: Usar un censor de

movimiento. Recuperación: Tener un seguro contra robos.

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Resistencia ante ataques

Autentificación de usuarios Autorización de usuarios Mantener la confidenciabilidad de los datos Mantener la integridad Límite de exposición Acceso limitado

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Detección de ataques

La detección de un ataque es generalmente a través de un sistema de detección de intrusos. 

Estos sistemas trabajan mediante la comparación de patrones de tráfico de red a una base de datos.  En el caso de detección de mal uso, el patrón de tráfico se

compara con los patrones históricos de ataques conocidos.  En el caso de detección de anomalías, el patrón de tráfico se

compara con una base histórica de sí mismo.  Con frecuencia, los paquetes deben ser filtrados con el fin

de hacer comparaciones.  La filtración puede hacerse sobre la base del protocolo, las

banderas TCP, el tamaño de la carga útil, origen o destino, o número de puerto.

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Recuperación frente ataques

Estas tácticas pueden ser divididas en 2: Restauración

Restaurar el sistema o los datos a un estado correcto o consistente.

Identificación Mantener una pista de auditoría: Mantener una copia de

cada transacción con información de identificación. Las pistas de auditoría son en muchos casos víctimas

de ataques.

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Resumen

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TÁCTICAS DE COMPROBABILIDAD

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Tácticas de Comprobabilidad

La meta de este tipo de tácticas es permitir un testing mucho más sencillo cuando un incremento en el desarrollo de software es completado.

Las técnicas de arquitectura para mejorar el testing de software no han recibido mucha atención pero tomando en cuenta que el arquitecto debe reducir costos entonces debemos tomarlas en cuenta.

Proveemos 2 categorías: Proveer entradas y capturar salidas. Monitoreo interno

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Entrada/Salida

Grabar/reproducir: La información dada en una interfaz en ejecución normal

es guardada en un repositorio, sirve de entrada para un componente y salida para otro.

Entradas de prueba y salidas para comparación. Separar la interfaz de la implementación

Permite sustitución de implementaciones. Apagar implementaciones.

Especializar rutas/interfaces de acceso Permite la captura o especificaciones de los valores de

variables para un componente a través del test harness, de manera independiente de su ejecución normal.

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Monitoreo Interno

Un componente puede implementar tácticas basadas en su estado interno: Built-in monitors :

El componente puede mantener el estado, la carga de rendimiento, capacidad, seguridad, u otra información accesible a través de una interfaz. 

Una técnica común consiste en registrar los acontecimientos cuando los estados de vigilancia se han activado. Los estados de monitoreo pueden hacer aumentar el esfuerzo de pruebas ya que las pruebas pueden tener que ser repetido con la vigilancia desactivada. 

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Resumen

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TÁCTICAS DE USABILIDAD

Usabilidad: Cuan fácil es para el usuario realizar una tarea y el soporte que el sistema brinda al usuario.

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Tácticas en tiempo de Ejecución

Cuando un sistema es ejecutándose, la usabilidad es mejorada:

Informando al usuario de lo que el sistema esta haciendo. 

Proporcionando al usuario la capacidad para aplicar comandos basados en la usabilidad, como Cancelar, Deshacer, Agregar.

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Interacción Humano-Computador

Los investigadores definen 3 términos:

Iniciativa del Usuario: El usuario presiona Cancelar.

Iniciativa del Sistema: El sistema responde y además muestra una barra de progreso.

Iniciativa Mixta

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Tácticas de Iniciativa del Sistema

El sistema necesita información (modelos) sobre el usuario, las tareas ejecutadas por el usuario, o el estado actual del mismo sistema: Identificar los modelos que el sistema usa

para predecir la intenciones del usuario o el comportamiento del sistema.

Encapsular la información, proveerá facilidad diseñar y modificar los modelos.

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Mantener un Modelo de Tarea: Identificar situaciones en las que el sistema puede saber lo que el usuario esta intentando hacer, y en consecuencia proveer asistencia.

Mantener un Modelo de Usuario: Mantener un Modelo del Sistema: Identifica

los comportamientos del Sistema, para brindarle información adecuada al usuario.

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Tácticas de Tiempo de Diseño

Separar las interfaces de Usuario, de todo lo demás:

Model-View-Controller:  Separa los datos de una aplicación, la interfaz de usuario, y lalógica de control en tres componentes distintos.

Presentation-Abstraction-Control: Jerarquía de agentes cooperantes similar a Modelo Vista Controlador (MVC).

Seeheim: Arch/Slinky: Delegación de conocimiento del dominio. Las

distintas funcionalidades de cada componente pueden “desplazarse”a otras componentes.

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Patrones Arquitectónicos y Estilos

Se necesita y reglas para preservar la integridad arquitectónica:

Conjunto de Tipos de Elementos: Repositorio de Datos.

Una capa topológica: Indica la relación entre elementos.

Un conjunto de Restricciones Semánticas Un conjunto de Mecanismos de Interacción:

Determina como los elementos coordinan entre ellos en una capa topológica.