Quasar. Seminar "Beiträge zum Software Engineering" Freie Universität t Berlin. von Tichomir Jabarski

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1 Quasar von Tichomir Jabarski Seminar "Beiträge zum Software Engineering" Freie Universität t Berlin 1

2 Inhaltsverzeichnis Quasar Schnittstellen Komponenten Softwarekategorien Zusammenfassung 2

3 1.Quasar 3

4 Quasar I! Schlechte Qualität! SOFTWARE t! 4

5 Software-Projekte: Quasar II! Schlechte Qualität! Dauern zu lange Kosten zu viel Scheitern oft t! Was ist der Grund und hat es etwas mit Architektur zu tun? 5

6 Was ist Quasar? QUASAR = Qualitätssoftwarearchitektur tssoftwarearchitektur Definiert Verständnis für f r Software-Qualit Qualität Beschreibt wichtige Regeln und Mechanismen der Software- technik als Standard Quasar auf vier Ebenen: Ideen & Konzepte Begriffe Standardarchitektur & Standardschnittstellen Standardkomponenten 6

7 Basiert auf jahrelange Erfahrung Warum Quasar? Definiert konkrete Praktiken in der Softwareentwicklung Garantiert eine tragende Architektur für f r das Produkt Garantiert bessere Qualität Architektonische Einfachkeit Wiederverwendbarkeit Entwicklungseffizienz Änderbarkeit Reduziert Kosten!!! 7

8 Das Buch Johannes, Siedersleben: Moderne Softwarearchitektur. Umsichtig planen, robust bauen mit Quasar dpunkt.verlag 1 Auflage 2004 ISBN:

9 2. Schnittstellen 9

10 Was ist eine Schnittstelle? Schnittstellen verbinden, schneiden nicht durch! Die Schnittstelle formalisiert die intuitive Vorstellung wie man eine Komponente benutzt System verständlicher Abhängigkeiten Reduzieren Arbeit sparen durch Wiederverwendung Schnittstellen sind die Träger der Architektur Viele Muster sind ein Spezialfall des Schnittstellen-Gedankens Brücke, Strategie, Fabrik, Iterator 1 0

11 Typen von Schnittstellen Standard-SS SS Allgemein akzeptiert Gut dokumentiert Gut getestet java.lang.*, JDBC, u.s.w Angebotene-SS Implementierung existiert Importeur für f r die SS gebaut Enge Kopplung Adapter Angeforderte-SS SS wird an den Importeur angepasst Lose Kopplung 1 1

12 Verfeinerung von Schnittstellen Syntax (Rückgabewerte, Argumente, in/out, Typen) Semantik (Was bedeutet die Methode) Formell OCL, JML, VDM, Z, QSL Informell z.b JavaDoc Protokoll (z.b synchron, asynchron) Nicht funktionale Eigenschaften (Performance, Robustheit, Verfügbarkeit) 1 2

13 Semantik von Schnittstellen 2 Arten von Methoden: Kommandos ändern den Zustand des Systems Abfragen lassen das System unverändert ndert Semantik: Einfache Abfragen Abgeleitete Abfragen Was bewirken die Kommandos Was bedeuten die Abfragen! Die meisten Schnittstellen sind komplizierter als sie aussehen! 1 3

14 Schnittstellen und Entwicklungsprozess Wer muss was wissen? SS, die alle Entwickler sehen, müssen m sehr einfach sein komplexe SS sollen nur für f r wenige Entwickler sichtbar sein Die Schnittstellen-Architektur beeinflusst den Entwicklungsprozess sehr: Parallelisierung der Entwicklung Verteilung des Knowhow innerhalb des Teams Rollenzuweisung im Team 1 4

15 3. Komponenten 1 5

16 Was ist eine Komponente? Der einzige Weg Systeme zu entwerfen und zu verstehen Teile und herrsche Prinzip Merkmale: Exportiert mind. 1 SS Importiert andere SS Versteckt Implementierung Minimale Annahmen über die Umgebung Komponenten lassen sich komponieren 1 6

17 Komponenten & Objektorientierung I? Klasse = Komponente Klasse als Entwurfseinheit zu klein Man kann ohne OO hervorragende Komponenten bauen Mit OO können k auch sehr schlechte monolithische Architekturen entstehen Naive Objektorientierung führt f oft zu unwartbaren Systemen, in denen tausende Klassen wahllos miteinander kommunizieren Datenkapselung erreicht man durch Verstecken von Klassen und nicht durch Verstecken von Feldern 1 7

18 Komponenten & Objektorientierung II Strikte Kontrolle der Importanweisungen: wichtigste Maßnahme beim Entwurf Zyklen strikt vermeiden OO nur innerhalb Komponenten Komponenten kommunizieren ausschließlich lich über SS Vererbung über Komponentengrenzen strikt verboten Anwendungsbeziehungen nur beschränkt mit Objektreferenzen implementierbar 1 8

19 Konfiguration Wer verbindet Benutzer und Implementierung? Importeur und Exporteur kennen sich nicht Die Konfiguration verbindet die beiden Legt die konkrete Implementierung fest Zur Compilezeit Zur Laufzeit Möglichkeiten für f r Konfiguration Konstruktor Fabrik Namensdienst! Konfiguration nur an bestimmten Stellen! 1 9

20 Kompositionsmanager Stellt eine geeignete Umgebung für f r die Komponente Konfiguration Ausnahmebehandlung Bereitstellung von Ressourcen (Threads, Sockets, u.s.w), Aufbau von Verbindungen, Transaktionskontrolle Liefert eine Komposition Kompositionsmanager Exportiert eine Teilmenge aller importierten SS Fassade für f r die exportierten SS R S Cx U Cy V Konfiguration schränkt Freiheitsgrade ein T T Cz W 2 0

21 Wie findet man Komponenten? Entwurf der Schnittstellen Validieren der Schnittstellen Implementieren der Komponente Validieren der Implementation Komponente verbinden durch Konfiguration 2 1

22 Wie beschreibt man Komponenten? Beschreibung von außen nach innen: Übersicht: : Idee hinter der Komponente, ein bis zwei Seiten Außensicht ensicht: : alle Informationen für f r den Benutzer Innensicht: : inneren Aufbau der Komponente für f r die Entwickler Variabilitätsanalyse tsanalyse: : Anwendungsfälle für f r evtl. Änderbarkeit Häufige Fehler : gar keine Beschreibung unsystematisch zu detailliert 2 2

23 4. Softwarekategorien 2 3

24 Was ist Softwarekategorie? Softwarekategorien Sachgebiete menschlichen Wissens Software kann & weiß etwas Softwareblutgruppe Softwarekategorie Komponenten finden ist schwierig Kategorien finden ist einfacher Analysieren der Kategorien Zerlegung in Komponenten Zuordnung von Schnittstellen und Komponenten zu Kategorien 2 4

25 Typen von Softwarekategorien Hauptkategorien: 0-Kategorie: allgemein bekannte Komponenten & Schnittstellen A-Kategorie: Anwendungssoftware frei von technischen Aspekten T-Kategorie: technische Komponenten & Schnittstellen R-Kategorie: Adapter zwischen Kategorien AT: Vermischung von Anwendung und Technik 2 5

26 Beispiel für f r Softwarekategorien Skat-Kartenspiel 0-Kat A-Kat T-Kat Kartenspiel Swing Deteisystem Skat Kartenspiel-GUI Skatstrategie Kartenspiel-GUI Swing 2 6

27 Beispiel für f r Softwarekategorien Kartenspielinf o Präsentation Kartenspielverwaltung Präsentation B Realer Spieler Präsentatio n C Kartenspiel - verwaltung Realer Spieler D KartenspielGUI Kartenspiel - steuerung E Kartenspiel Skat A F Kartenspiel - info Virtueller Spieler Skatstrategie G H Skatregeln Skatstrateg ie 2 7

28 Kommunikation zwischen Komponenten 0-Kat darf von allen verwendet werden Komponente verschiedener Kategorien kommunizieren nur über den ersten gemeinsamen Vorfahren im Konfigurationsgraphen Komponenten können k kommunizieren sobald sie eine gemeinsame Gesprächsebene besitzen und zwar in Form einer Schnittstelle der passenden Kategorie Eine Komponente der Kategorie X darf eine Schnittstelle XY der Kategorie Y genau dann importieren oder exportieren wenn X eine Verfeinerung von Y ist!vermischung von Anwendung und Technik führt f zu unwartbaren Systemen! 2 8

29 Komplexitätsma tsmaß Reine Kategorie: im Kategoriegraphen gibt es nur einen Weg zur 0-Kat0 Unreine Kategorie: : vermengt zwei oder mehrere Kategorien Komplexitätsma tsmaß: Rein: Anzahl der Vorfahren im Graphen Unrein: Summe der Komplexität t aller oberen Kategorien Modul: Komplexität t der Kategorie zu der es gehört Komponente: Gewichtete Mittel der Komplexitäten ten aller Subkomponenten 2 9

30 A- und T-T Revolution oder Selbstverständlichkeit? Trennung von Anwendung und Technik ist allgemein akzeptiert Fachlogik und Technologien haben verschiedene Lebenszyklen Software, die sich unterschiedlich schnell ändert, sollte in verschiedene Module untergebracht werden [Parnas 72]. Kritik am Konzept der Softwarekategorien: kostet Performance Gewinn an Flexibilität Aufwand beim Entwurf einfacher bei der Entwicklung Überflüssig bessere Änderbarkeit und Stabilität 3 0

31 5. Zusammenfassung 3 1

32 Was sollte man vom Vortrag mitnehmen? Softwarearchitektur ist der wichtigste Erfolgsfaktor einer Software Schnittstellen als Träger der Architektur Typen von Schnittstellen Information in der Schnittstelle Komponenten Komponentenorientierung und OO nicht verwechseln Konfiguration und Kompositionsmanager verwenden Beschreibung der Komponenten Softwarekategorien Schubladen zum Kategorisieren des Knowhos der Software Typen von Softwarekategorien Halten die Abhängigkeiten konstant 3 2

33 Weitere Themen Fehler & Ausnahmen Spezifikation von Schnittstellen Softwarearchitekturen Anwendungskomponenten & Anwendungskern 3 3

34 Quasar Ende Vielen Dank fürs f Zuhören! und lesen Sie das Buch! Es ist wirklich empfehlenswert! 3 4