7. Архитектурные шаблоны (парадигмы).

Архитектура программной системы – это структура и принципы организации взаимодействия наиболее важных компонентов системы

Архитектурные представления системы предназначены для различных групп заинтересованных лиц (разработчики, руководители, системные администраторы, пользователи и т.д.):

• Представление вариантов использования (Use Case View) – подмножество модели вариантов использования. Включает варианты использования, описывающие архитектурно значимое поведение системы.

• Логическое представление (Logical View) – подмножество модели проектирования, которое содержит наиболее значимые классы и их распределение по пакетам и подсистемам.

• Представление развертывания (Deployment View) – описывает ответственность физических узлов сети, распределение задач (процессов и потоков) по узлам.

• Представление реализации (Implementation View) – описывает организацию ПО в терминах пакетов и слоев.

• Представление процессов (Process View) – подмножество модели проектирования, которое содержит описание задач (процессов и потоков), их взаимодействие и конфигурацию.

• Представление данных (Data View) – подмножество модели данных для случая когда устойчивость данных является важным аспектом системы.

Шаблон «Клиент-сервер» Client-Server

Клиент/серверная архитектура описывает распределенные системы, состоящие из отдельных клиента и сервера и соединяющей их сети. Простейшая форма системы клиент/сервер, называемая 2-уровневой архитектурой – это серверное приложение, к которому напрямую обращаются множество клиентов.

Система разделяется на два приложения, где клиент выполняет запросы к серверу. Во многих случаях в роли сервера выступает база данных, а логика приложения представлена процедурами хранения.

Применимость

• создаваемое приложение должно размещаться на сервере и не должно поддерживать множество клиентов;

• создаются Веб-приложения, предоставляемые через Веб-браузер;

• реализуются бизнес-процессы, которые будут использоваться в рамках организации;

• создаются сервисы для использования другими приложениями;

• необходимо централизовать хранилище данных, функции резервного копирования и управления;

• разрабатываемое приложение должно поддерживать разные типы клиентов и разные устройства.

Результаты

• Большая безопасность. Все данные хранятся на сервере, который обычно обеспечивает больший контроль безопасности, чем клиентские компьютеры.

• Централизованный доступ к данным. Поскольку данные хранятся только на сервере, администрирование доступа к данным намного проще, чем в любых других архитектурных стилях.

• Простота обслуживания. Роли и ответственность вычислительной системы распределены между несколькими серверами, общающимися друг с другом по сети. Благодаря этому клиент гарантированно остается неосведомленным и не подверженным влиянию событий, происходящих с сервером (ремонт, обновление либо перемещение).

• Тесное связывание данных и бизнес-логики приложения на сервере.

Шаблон «Брокер сообщений» Message Broker

Основанная на шине сообщений архитектура описывает принцип использования программной системы, которая может принимать и отправлять сообщения по одному или более каналам связи, обеспечивая, таким образом, приложениям возможность взаимодействия без необходимости знания конкретных деталей друг о друге. Это стиль проектирования, в котором взаимодействия между приложениями осуществляются путем передачи (обычно асинхронной) сообщений через общую шину.

Заглушки и брокеры (скелеты) являются посредниками (объектами, управляющими доступом к другим объектам). С помощью них передаваемые сообщения преобразовываются в удобную для передачи форму, реализуется связь между узлами. С точки зрения пользователя соединение выглядит так, будто один узел передает сообщение другому напрямую.

Шаблон «Многоуровневая (многослойная) архитектура»

Многоуровневая архитектура обеспечивает группировку связанной функциональности приложения в разных слоях, выстраиваемых вертикально, поверх друг друга. Функциональность каждого слоя объединена общей ролью или ответственностью. Слои слабо связаны, и между ними осуществляется явный обмен данными.

(слой обозначает логическое разделение функциональности, а уровень физическое разворачивание на разных системах).

При строгом разделении на слои компоненты одного слоя могут взаимодействовать только с компонентами того же слоя или компонентами слоя, расположенного прямо под данным слоем. Более свободное разделение на слои позволяет компонентам слои взаимодействовать с компонентами того же и всех нижележащих слоев.

Многослойная архитектура поддерживается рядом шаблонов проектирования. Например, под названием Отделение представления объединяется ряд шаблонов, разделяющих взаимодействие пользователя с UI, представление, бизнес-логику и данные приложения, с которыми работает пользователь.

Структура

Применимость

• имеются готовые уровни, подходящие для повторного использования в других приложения;

• имеются приложения, предоставляющие подходящие бизнес-процессы через интерфейсы сервисов;

• создается сложное приложение и предварительное проектирование требует разделения, чтобы группы могли сосредоточиться на разных участках функциональности;

• приложение должно поддерживать разные типы клиентов и разные устройства;

• требуется реализовать сложные и/или настраиваемые бизнес-правила и процессы.