Alternative Architekturkonzepte

Transkript

1 Alternative Architekturkonzepte Motivation: Suche nach einer Gesamtstruktur meistens: dominante nichtfunktionale Eigenschaften legen Architektur fest Antrieb: Architekturziel Ziel: globale Betrachtung Quellen für Fotos: Lutz Prechelt, FU Berlin Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

2 Alternative Architekturkonzepte Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

3 Alternative Architekturkonzepte Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

4 Alternative Architekturkonzepte Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

5 Alternative Architekturkonzepte Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

6 Alternative Architekturkonzepte Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

7 Alternative Architekturkonzepte Überblick Objektorientiert Repository (Ablagebasiert) Pipe & Filter (Verknüpfte Verarbeitungsschritte nur mittels Datenfluss) Implicit Invocation (Ereignissteuerung mittels impliziten Aufrufen) Layered (Schichten) Interpreter (Interpretierer- /Regelsysteme) Process Control Client/Server Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

8 Objektorientiert Kennzeichen: Information Hiding Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

9 Repository Kennzeichen: zentrale Daten Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

10 Pipes and filters Kennzeichen: Lineare sequenzielle Verarbeitung ("Daten wandern durch das System") Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

11 Pipes and filters Beispiel: Compiler Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

12 Implicit invocation Kennzeichen: Hollywood-Prinzip Don t call us, we call you Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

13 Layered Kennzeichen: Schichten bilden Abstraktionsebenen Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

14 Interpreter Kennzeichen: Simulation einer speziellen Hardware Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

15 Process Control Kennzeichen: Überwachung durch Rückkopplung Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

16 Logische Schichtenarchitektur E/A-Schicht Dialog-Schicht Anwendung Benutzungsoberfläche Geschäftsprozess- Schicht Fachkonzept- Schicht Datenhaltung Logische Datenzugriffs-Schicht Physische Datenzugriffs-Schicht Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

17 Verteilung im Netz Wichtige Konzepte: Client/Server-Architektur zweistufig / dreistufig Web-Architektur Web-Browser als Client Anwendung und Datenhaltung auf ein oder mehreren Servern Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

18 Client / Server Kennzeichen: Verteilung (Daten und Prozesse) Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

19 Client / Server - Architektur Eigenschaften Client ist nach der Anmeldung i.d.r. bis zur Abmeldung permanent mit dem Server verbunden Maximale Anzahl der nebenläufigen Benutzer liegt als Anforderung zur Entwurfszeit fest Client/Server-Umgebung ist i.d.r. bekannt und kann beeinflusst werden (z. B. Betriebssysteme, Datenbanken) Entwickler sind sowohl für Client- als auch für Server-Teil verantwortlich Vorteile Einfache Verwaltung von Benutzer-Sitzungen Reduzierung der Systemkomplexität durch geeignete Wahl der Laufzeitumgebung Bekannte Zahl nebenläufiger Benutzer erleichtert den Entwurf Nachteile Skalierung ist aufwendig (d. h. Änderung der maximalen Benutzerzahlen) Client-Software muss auf jedem Client-Rechner installiert werden Plattformänderungen führen zu Änderungsbedarf der Anwendung Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

20 Zweistufige Client / Server - Architektur Variante 1 Variante 2 Client Benutzungsoberfläche Client Benutzungsoberfläche Anwendung Server Anwendung Server Datenhaltung Datenhaltung Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

21 Zweistufige Client / Server - Architektur In der Regel greifen mehrere Clients auf einen zentralen Server zu Verteilte Datenhaltung ist möglich, aber mit einer Reihe von Problemen behaftet Clients (PCs am Arbeitsplatz) Server Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

22 Dreistufige Client / Server - Architektur Client Benutzungsoberfläche Anwendungs- Server Anwendung Datenbank- Server Datenhaltung Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

23 Dreistufige Client / Server - Architektur Clients (PCs am Arbeitsplatz) Anwendungsserver Datenbank-Server Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

24 Web-Architektur Client enthält Web-Browser Web-Server stellt zusätzliche Schicht dar Verteilung von HTML-Dokumenten, Multimediaobjekten, Java-Applets, die vom Web-Client über HTTP angefragt werden Kommunikation mit Anwendungs-Server Eigenschaften Keine permanente Verbindung zwischen Client und Server Aufbau TCP-Verbindung, Senden einer Anfrage, Rücksendung der Antwort, Beenden der TCP-Verbindung Potenziell unbegrenzte Userzahl Auf die Laufzeitumgebung des Web-Clients haben die Entwickler i.d.r. keinen Einfluss Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

25 Web-Schichten-Architekturen Client Web-Client Web-Client Web-Client Web-Client Web-Server Web-Server Web-Server Web-Server Anwendungs-Server Anwendungs-Server Daten-Server Server Daten-Server 2-Schichten 3-Schichten 4-Schichten Daten-Server 4-Schichten partitioniert Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

26 Web-Architektur Vorteile Erlaubt hohe Benutzerzahl Gute Skalierbarkeit und Wartbarkeit Keine anwendungsspezifische Software auf dem Client zu installieren Nachteile Sitzungen sind schwierig zu verwalten Es müssen in der Regel unterschiedliche Web-Browser unterstützt werden Probleme bei Anwendungen mit hohen Datentransfer-Raten Es ist nur in begrenztem Umfang möglich, Funktionalitäten auf dem Client auszuführen Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

27 Benutzeroberfläche Hängt von Programmiersprache und gewählter Verteilung ab Alternativen: GUI-System Z. B. Windows, AWT (s. nächste Folie) I.d.R. stellen Programmierumgebungen Grafikeditoren für E/A-Gestaltung zur Verfügung UI-Toolkit Vereinfachen die Ansteuerung der Benutzungsoberfläche (auch GUI-System-übergreifend) Z. B. Objektorientierte GUI-Klassenbibliotheken UI-Builder oder Maskengenerator Generierung der Oberfläche aus grafischem Modell oder ER-Modell Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS

28 Software-Architektur GUI-System Grundfunktionalität für grafische Benutzungsoberfläche Verwaltung Fenster und Icons Kommunikation mit Anwendungen Benutzer steuert die Anwendung Anwendung reagiert auf Ereignisse (events) API (Application Programming Interface) Anwendung 1 GUI- System Anwendung n Anwendung i Anwendung 1 Anwendung i Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens Software-Engineering SS