16.2 Anwendungsframeworks

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1 16.2 Anwendungsframeworks Framework may refer to: Computers Enterprise Architecture Framework Architecture framework Software framework, a reusable set of libraries or classes for a software system (or subsystem) JavaScript and Ajax frameworks, Rich Internet application frameworks Application framework, used to implement the standard structure of an application for a specific operating system. Content management framework, reusable components of a Content management system used to manage web content Web application framework, for development of dynamic websites, web applications, and web services Multimedia framework, handles media on a computer and through a network Stand: Folie Anwendungsframeworks Framework-oriented design, a programming paradigm that uses existing frameworks as the basis for application design Framework (office suite), a DOS office application suite launched in 1984 to run on the original IBM PC. Framework III an integrated software package; its spreadsheet program. Government... Education... Other Uses... (Wikipedia englisch, ) Stand: Folie 16.12

2 16.2 Anwendungsframeworks In computer programming, a software framework is an abstraction in which software providing generic functionality can be selectively changed by additional user written code, thus providing application specific software. A software framework is a universal, reusable software platform used to develop applications, products and solutions. Software frameworks include support programs, compilers, code libraries, an application programming interface (API) and tool sets that bring together all the different components to enable development of a project or solution. (Wikipedia englisch, ) Stand: Folie Anwendungsframeworks Ein Framework (englisch für Rahmenstruktur) ist ein Programmiergerüst, das in der Softwaretechnik, insbesondere im Rahmen der objektorientierten Softwareentwicklung sowie bei komponentenbasierten Entwicklungsansätzen, verwendet wird. Im allgemeineren Sinne und nicht als dezidiertes Softwareprodukt verstanden, bezeichnet man mit Framework auch einen Ordnungsrahmen. (Wikipedia deutsch, ) Stand: Folie 16.14

3 16.2 Anwendungsframeworks... ein integrierter Satz an Softwareartefakten (wie Klassen, Objekte und Komponenten), die zusammenwirken, um eine wiederverwendbare Architektur für eine Familie von verwandten Anwendungen bereitzustellen. (Schmidt et al., 2004) Stand: Folie Anwendungsframeworks Größenmäßig zwischen Komponente und System Konkrete und abstrakte Klassen und deren Interaktionen sprachspezifisch Generische Struktur mit generischen Funktionen jeweils für bestimmte Typen von Anwendungen Implementierung einer bestimmten Anwendung Konkretisierung (Schnittstellen, abstrakte Klassen) Erweiterung (Vererbung) Stand: Folie 16.16

4 16.2 Klassen von Frameworks Einteilung nach Sommerville Frameworks für Systeminfrastruktur Entwicklung von Systeminfrastrukturen wie Kommunikation, Benutzungsschnittstellen, Compiler Frameworks zur Integration von Middleware Standards und Objektklassen zur Unterstützung von Komponentenkommunikation und Informationsaustausch Unterstützung standardisierter Komponentenmodelle (EJB,.NET) Frameworks für Unternehmensanwendungen domänenspezifisch, z.b. Telekommunikationssysteme oder Finanzsysteme Webanwendungsframeworks Stand: Folie Typen von Frameworks Einteilung nach Wikipedia deutsch, Application Frameworks bilden das Programmiergerüst für eine bestimmte Klasse von Anwendungen (horizontal slice), die Funktionen und Programmstrukturen bereitstellen, die bei allen Anwendungen dieser Klasse von Bedeutung sind. Domain Frameworks hingegen bilden das Programmiergerüst für einen bestimmten Problembereich (vertical slice), also Funktionen und Strukturen, die zur Lösung dieses Problembereichs typischerweise benötigt werden. Class Frameworks fassen Klassen und Methoden zusammen, die Unterstützung auf einer bestimmten Abstraktionsebene für ein breites Anwendungsfeld bieten. Stand: Folie 16.18

5 16.2 Typen von Frameworks Wikipedia Fortsetzung (1) Komponenten-Frameworks abstrahieren von der objektorientierten Ebene und bieten eine Umgebung zur Entwicklung und Integration von Software-Komponenten an. Software- Komponenten werden dabei meist als Bündel von Klassen mit eindeutig definierten Schnittstellen betrachtet. Coordination-Frameworks (wie z. B. Jini und UPnP) stellen Formen und Einrichtungen der Geräte-Interaktion zur Verfügung und dienen so in erster Linie deren nahtloser und skalierbarer Interoperabilität. Wenn beispielsweise ein Jini-fähiger Drucker an ein Netzwerk angeschlossen wird, welches Jini verwendet, so kann er selbstständig anderen Geräten mitteilen, was für eine Art von Drucker dazugekommen ist so dass andere Geräte sich jetzt dieser neuen Möglichkeit bewusst sind. Stand: Folie Typen von Frameworks Wikipedia Fortsetzung (2) Tests Frameworks dienen zur Ausführung von (automatisierten) Softwaretests, besonders im Rahmen der testgetriebenen Entwicklung. Populäre Beispiele sind JUnit für Modultests oder Selenium zum Testen von Webanwendungen. Webframeworks sind ausgelegt für die Entwicklung von dynamischen Webseiten, Webanwendungen oder Webservices. Stand: Folie 16.20

6 16.2 Abgrenzung der Frameworks kein fertiges Programm mehr als eine Klassenbibliothek Vorgabe einer Architektur / Anwendungsstruktur Wesentliche Merkmale Umkehrung der Steuerung (IOC, Inversion of Control) Standardverhalten (Default Behaviour) Erweiterbarkeit (Extensibility) Unveränderbarer Code (Non-modifiable Framework Code) (Wikipedia englisch, ) Stand: Folie Umkehrung der Steuerung Das Framework legt den Kontrollfluss fest Programmierer registriert konkrete Implementierungen Framework ruft diese auf Beispiel bei GUI Listener für Ereignisse Observer-Pattern Unterschied zu Bibliotheken Aufruf von Methoden durch das Programm Sonderfall Dependency Injection Registrierung nicht im Code, sondern von außen Hollywood-Prinzip Don't call us, we'll call you. Stand: Folie 16.22

7 16.2 Webanwendungsframeworks (WAF) Erstellung von dynamischen Websites Frontends für Webanwendungen verfügbar in gängigen Web-Programmiersprachen Java, Python, Ruby etc. Architektur basiert auf MVC-Muster Benutzereingaben Steuerungszustand Nachrichten zu Präsentationsänderungen Präsentationszustand Steuerungsmethoden Präsentationsmethoden Modellbearbeitungen Modellzustand Modellmethoden Modellanfragen und Aktualisierungen Stand: Folie Model View Controller Architekturmuster für GUI Entwurf Verschiedene Präsentationen eines Objektes und getrennte Interaktionen mit diesen Präsentationen MVC-Muster kann als Framework betrachtet werden Implementierung verschiedener Entwurfsmuster, z.b. Observer Pattern Composite Pattern Strategy Pattern Funktionalität über Einschubmethoden (Hooks) Stand: Folie 16.24

8 16.2 WAF-Funktionalitäten Sicherheit Benutzerauthentifizierung und Zugriffssteuerung Dynamische Webseiten Definition von Schablonen (Templates) und deren Füllung aus einer Datenbank Datenbankunterstützung abstrakte Schnittstelle zu verschiedenen Datenbanken Sitzungsverwaltung Verwaltung von Sitzungen als Zusammenfassung mehrerer Interaktionen des Benutzers mit dem System Benutzerinteraktion z.b. Verwendung von AJAX zur Validierung von Eingaben Stand: Folie Anwendungserstellung mit Frameworks Generisches Framework wird erweitert zu anwendungsspezifischem (Sub-)System Hinzufügen konkreter Klassen erben von abstrakten Klassen erben von konkreten Klassen Hinzufügen von Rückrufmethoden (callback) reagieren auf Ereignisse, die das Framework erkennt Probleme Komplexität der Frameworks Komplexität der Werkzeuge lange Einarbeitungszeit Stand: Folie 16.26

9 16.2 Offenheit von Frameworks Black-Box-Framework definierte Schnittstelle des Frameworks Implementierung dahinter unbekannt White-Box-Framework Implementation des Frameworks ist vollständig sichtbar Implementation des Frameworks kann geändert werden Glass-Box-Framework Implementation des Frameworks ist vollständig sichtbar Implementation ist gegen Änderungen gesichert Stand: Folie Software-Produktlinien Ausgangspunkt vorhandene Anwendung ähnlicher Anforderungsbereich Erzeugung einer neuen Anwendung durch Anpassung Folge: strukturelle Probleme Strategie generische Produktlinie Architektur mit unterschiedlichen Subsystemen, die geändert werden können Stand: Folie 16.28

10 16.3 Software-Produktlinien Anwendungsfamilien gemeinsame Architektur gemeinsame Komponenten generische Funktionalität Anpassung an unterschiedliche Anforderungsprofile Konfiguration des Systems und der Komponenten Hinzufügen neuer Komponenten Auswahl von Komponenten aus einer Bibliothek Ändern von Komponenten Stand: Folie Frameworks und Software-Produktlinien Objektorientierung Frameworks stützen sich auf objektorientierte Konzepte Framework-Code bleibt in der Regel unverändert Anwendungsfamilien müssen nicht objektorientiert sein Komponenten-Code wird geändert, gelöscht, neu geschrieben Unterstützter Bereich Frameworks eher technisch Produktlinien eher domänen- und plattformspezifisch Hauptanwendungen Produktlinien häufig hardware-orientiert (z.b. Druckertreiber) Frameworks eher software-orientiert Ausgangspunkt der Entwicklung bei Produktlinien meist das ähnlichste Mitglied der Familie bei Frameworks in der Regel das Framework Stand: Folie 16.30

11 16.3 Spezialisierung bei Software-Produktlinien Phase 1: Kern der Produktlinie erzeugen häufig aus einem Framework Erweiterung insbesondere durch fachliche Komponenten Phase 2: Spezialisierte Familienmitglieder erzeugen Plattformspezialisierung Betriebssystem, Hardware Umgebungsspezialisierung Einsatzumgebung (z.b. Kommunikationsmittel), Peripheriegeräte Funktionale Spezialisierung unterschiedliche Kundenanforderungen (z.b. Groß- / Einzelhandel) Prozessspezialisierung unterschiedliche Geschäftsprozesse (z.b. zentral / dezentral) Stand: Folie Vorgehen für eine neue Anwendung Anforderungen der Beteiligten ermitteln Wahl der am besten passenden Systeminstanz ggf. Anforderungen nachverhandeln vorhandene Instanz anpassen neue Instanz ausliefern Stand: Folie 16.32

12 16.3 Konfiguration bei Produktlinien Konfiguration zur Entwurfszeit Veränderungen im Kern der Produktlinie Einbringung kundenspezifischer Komponenten Konfiguration zum Bereitstellungszeitpunkt keine Veränderungen am Code Konfiguration durch Berater oder Kunden Konfigurationsdateien Stand: Folie Konfigurationswerkzeug Komponentenauswahl Module mit erforderlicher Funktionalität Ablauf- und Regeldefinition Workflow für Information Validierung von Information Parameterdefinition von Systemparametern (z.b. Kenndaten der Hardware) bis zu Oberflächenparametern (z.b. Feldlänge in Formularen) Stand: Folie 16.34