Unidad III: Arquitecturas de software

La Arquitectura del Software es el diseo de ms alto nivel de la estructura de un

sistema. Una Arquitectura de Software, tambin denominada Arquitectura lgica,

consiste en un conjunto de patrones y abstracciones coherentes que proporcionan

el marco

La arquitectura de software define, de manera abstracta, los componentes que

llevan a cabo alguna tarea de computacin, sus interfaces y la comunicacin entre

ellos. Toda arquitectura debe ser implementable en una arquitectura fsica, que

consiste simplemente en determinar qu computadora tendr asignada cada

tarea.

3.1 Descomposicin modular

La descomposicin modular es un mtodo de diseo proporciona un mecanismo

sistemtico para descomponer el problema en su problemas, reducir la

complejidad de todo el problema consiguiendo de esta manera una solucin

modular efectiva.

El diseo modular propone dividir el sistema en partes diferenciadas y definir sus

interfaces. Sus ventajas: Claridad, reduccin de costos y reutilizacin

Los pasos a seguir son:

1. Identificar los mdulos

2. Describir cada mdulo

3. Describir las relaciones entre mdulos

Despus de elegir la organizacin del sistema en su totalidad, debemos decir

como descomponer los subsistemas en mdulos.

No existe una distincin rgida entre la organizacin del sistema y la

descomposicin modular. Sin embargo, los componentes de los mdulos son

normalmente ms pequeos, lo que permite usar estilos alternativos de

descomposicin.

Los mdulos se descomponen normalmente de varios componentes del sistema

simples. Hay dos estrategias para descomponer un subsistema en mdulos:

1. Descomposicin orientada a objetos: donde se descompone un sistema

en un conjunto de objetos que se comunican.

2. Descomposicin orientada a flujos de funciones: donde se descompone

el sistema en mdulos funcionales que aceptan datos y los transforman en

datos de salida.

Estilos de descomposicin modular

En la aproximacin Orientada a Objetos, los mdulos son objetos con estado

privado y operaciones definidas sobre ese estado.

En el modelo de Flujos de Funciones, los mdulos son transformaciones

funcionales.

Los programas secuenciales son ms fciles de disear, implementar, verificar y

probar que los sistemas en paralelo.

3.2 Patrones de Diseo

Los patrones de diseo son la base para la bsqueda de soluciones a problemas

comunes en el desarrollo de software y otros mbitos referentes al diseo de

interaccin o interfaces.

Un patrn de diseo resulta ser una solucin a un problema de diseo. Para que

una solucin sea considerada un patrn debe poseer ciertas caractersticas. Una

de ellas es que debe haber comprobado su efectividad resolviendo problemas

similares en ocasiones anteriores. Otra es que debe ser reutilizable, lo que

significa que es aplicable a diferentes problemas de diseo en distintas

circunstancias.

Objetivo de los patrones

Proporcionar catlogos de elementos reusables en el diseo de sistemas

software.

Evitar la reiteracin en la bsqueda de soluciones a problemas ya

conocidos y solucionados anteriormente.

Formalizar un vocabulario comn entre diseadores.

Estandarizar el modo en que se realiza el diseo.

Facilitar el aprendizaje de las nuevas generaciones de diseadores

condensando conocimiento ya existente.

3.3 Arquitectura de dominio especfico

El reto para el diseo es disear el software y hardware para proporcionar

caractersticas deseables a los sistemas distribuidos y, al mismo tiempo, minimizar

los problemas propios a estos sistemas. Es necesario comprender las ventajas y

desventajas de las diferentes arquitecturas de sistemas distribuidos.

Existen dos modelos de dominio especfico:

1. Modelos genricos: que son abstracciones de varios sistemas reales.

2. Modelos de referencia: que son modelos abstractos y describen a una clase

mayor de sistemas.

Estos modelos arquitectnicos se denominan arquitecturas de dominio especfico.

1. Modelos genricos.

2. Modelos de referencia.

No hay, desde luego una distincin rgida entre estos tipos de modelos. Los

modelos genricos tambin pueden servir como modelos de referencia. Hacemos

aqu la distincin entre ellos debido a que los modelos genricos pueden

reutilizase directamente en un diseo. Los modelos de referencia se usan

normalmente para comunicar conceptos del dominio y comparar o evaluar

posibles arquitecturas.

Hay dos tipos de modelos arquitectnicos obtenidos a partir de varios sistemas

reales.

a) Modelos genricos. Son abstracciones obtenidas a partir de varios

sistemas reales. En capsulan las caractersticas principales de estos

sistemas. Por ejemplo, en sistemas de tiempo real, podra haber modelos

arquitectnicos genricos de diferentes tipos de sistemas tales como

sistemas de recoleccin de datos o sistemas de monitorizacin. Se estudian

varios modelos genricos.

b) Modelos de referencia. Son ms abstractos y describen una clase ms

amplia de sistemas. Constituyen un modo de informar a los diseadores

sobre la estructura general de esta clase de sistemas. Los modelos de

referencia normalmente se obtienen a partir de un estudio del dominio de la

aplicacin.

3.4 Diseo de software de arquitectura multiprocesador

A pesar de las grandes mejoras acaecidas en monoprocesadores para algunas

aplicaciones no es suficiente. La solucin pueden ser los sistemas

multiprocesadores debido a que es la solucin ms sencilla, natural y con mejor

coste-prestaciones. Adems, las mejoras en microprocesadores cada vez ms son

complejas; cada avance implica crecer en complejidad, potencia y superficie;

quizs se lenta pro es una clara mejora en el software, que permite explotar el

paralelismo.

Existen dos factores claves para la extensin de multiprocesadores:

1. Flexibilidad: El mismo sistema puede usarse para un nico usuario

incrementado el rendimiento en la ejecucin de una nica aplicacin o para

varios usuarios y aplicaciones en un entorno compartido.

2. Coste-rendimiento: Actualmente estos sistemas se basan en procesadores

comerciales, por lo que su coste se ha reducido drsticamente.

3.5 Diseo de software de arquitectura

Cliente Servidor

La arquitectura cliente-servidor es un modelo de aplicacin distribuida en el que

las tareas se reparten entre los proveedores de recursos o servicios,

llamados servidores, y los demandantes, llamados clientes. Un cliente realiza

peticiones a otro programa, el servidor, quien le da respuesta. Esta idea tambin

se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora,

aunque es ms ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a travs

de una red de computadoras.

En esta aproximacin, y con el objetivo de definir y delimitar el modelo de

referencia de una arquitectura Cliente/Servidor, debemos identificar los

componentes que permitan articular dicha arquitectura, considerando que toda

aplicacin de un sistema de informacin est caracterizada por tres componentes

bsicos:

Presentacin/Captacin de Informacin

Procesos

Almacenamiento de la Informacin

3.6 Diseo de software de arquitectura distribuida

Arquitectura distribuida es Un sistema lgico ordenado que se encarga de

conectar varios ordenadores. Este sistema conecta servidor - cliente en tal forma

que se pueda distribuir informacin en forma recproca.

Sistema cuyos componentes hardware y software que estn en ordenadores

conectados en red, se comunican y coordinan sus acciones mediante el paso de

mensajes, para logro de un objetivo. Se establece la comunicacin mediante un

protocolo prefijado por un esquema cliente-servidor.

Caractersticas:

1. Concurrencia

2. Carencia de reloj global

3. Fallos independientes de los componentes

3.7 Diseo de software de arquitectura de tiempo real

Un sistema de tiempo real es un sistema que debe responder a estmulos externos

en un perodo definido y finito de tiempo. La correccin de las respuestas ofrecidas

no slo depende de la respuesta generada, sino tambin del tiempo empleado en

generarla. Una respuesta no generada en el tiempo estipulado, dependiendo del

sistema, puede ser considerada como no vlida en absoluto.