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Septiembre 27 a Octubre 01 de 2005Bogotá, Colombia
Arquitecturas flexibles y adaptables: ¿hacia dónde vamos?
Jorge A. [email protected]
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 20052
+“No hay nada permanente,
excepto el cambio”
+- Heráclito -
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 20053
Motivación
+ La manera como se espera que
evolucione el software ha evolucionado
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Motivación
+Algunos retos para un arquitecto:
–Aplicaciones de alta disponibilidad–Arquitecturas reactivas–Aplicaciones con un alto volumen de usuarios–Fábricas de software y líneas de producción–Arquitecturas de integración–…
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 20055
Motivación
+ Es un problema de hoy, con muchos
frentes abiertos de trabajo …
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Motivación
+Una inquietud vieja:
– R.S. Fabry : “How to design a system in which modules can
be changed on the fly”, Proc. 2nd lnt. Conf. on Soft. Eng.,
(1976).
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Agenda
+Evolución = mantenimiento+Arquitecturas flexibles+Adaptación+Aplicaciones dinámicas+Auto-adaptación+Integración y evolución+Conclusiones
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Evolución = mantenimiento
desarrollo
mantenimiento 80%
evolución: el iceberg
Una lección aprendida
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Evolución
+Visión clásica del mantenimiento:– algo cambia en el problema– se modifica el programa (algo monolítico)– se remplaza el programa anterior por el nuevo– si hay necesidad se reestructuran los datos
+Requerimientos sobre la arquitectura:– localización– aislamiento
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Propiedades deseables
+ Localización: dado un elemento del problema, se puede localizar su representación en el programa
mundo M
mundo M
Requerimientosfuncionales
programa
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Propiedades deseables
+Aislamiento: un cambio en un elemento del programa tiene una frontera de impacto conocida (predecible)
programa
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El reto de la época
+Buscar una buena manera de estructurar una aplicación:– funciones (descomposición funcional)– objetos
+En la búsqueda de buenas metodologías, lenguajes y
herramientas
+Se producen arquitecturas rígidas, pero mantenibles
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200513
Arquitecturas rígidas
mundo M
mundo M
Requerimientosfuncionales
programa
implementación
construcción
instalación
arranque
ejecuciónanálisis
diseño
Las decisiones arquitecturales se toman en la etapa de diseño, y hacen referencia a elementos computacionales concretos
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Arquitecturas rígidas
+Y qué pasó?
– En algunos casos es suficiente con una arquitectura rígida,
pero fácil de mantener
– En otros casos es insuficiente: El problema cambió Aparecieron los requerimientos no funcionales Insuficientes las funciones y los objetos Las expectativas de los clientes cambiaron La evolución sucede cada vez más rápido
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Agenda
+Evolución = mantenimiento+Arquitecturas flexibles+Adaptación+Aplicaciones dinámicas+Auto-adaptación+Integración y evolución+Conclusiones
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Motivación
+Se puede hacer evolucionar un programa, sin cambiar su código
+“Distintas maneras de hacer lo mismo”
+Se debe poder utilizar información de etapas posteriores al diseño para definir la arquitectura
+“Una familia de arquitecturas posibles”
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“Distintas maneras de hacer lo mismo”
+Ejemplos:
– Balanceo de carga– Aplicaciones basadas en web services– Plug and play– Jini– Servidores de nombres– Archivos de configuración– …
– El caso Dassault Systèmes
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200518
Arquitecturas flexibles
programa
implementación
construcción
instalación
arranque
ejecución
diseño
Cómo?
Aplazando decisiones para utilizar información de lasetapas posteriores del ciclo de vida
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En la búsqueda de flexibilidad
+ Qué implica?– Arquitectura abstracta– Mecanismos de concretización– Distintas arquitecturas concretas, dependiendo del contexto
+ Usando qué?– Programas no monolíticos– Componentes– Servicios– Contenedores– …
+ Cuál es el reto para el arquitecto?
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La gran limitación?
+Las posibles evoluciones deben estar
previstas desde la arquitectura abstracta
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Agenda
+Evolución = mantenimiento+Arquitecturas flexibles+Adaptación+Aplicaciones dinámicas+Auto-adaptación+Integración y evolución+Conclusiones
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Motivación
+“Maneras parecidas de hacer cosas parecidas”
cliente-1
cliente-2
cliente-3
adaptación
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“Maneras parecidas de hacer cosas parecidas”
+Cómo crear aplicaciones de una familia, como una
“evolución” de un núcleo básico?
+Cuál es la estructura de dicho núcleo básico? Cómo
se diseña? Con qué mecanismos se adapta?
+Fábricas de software y líneas de producción
+Ejemplo:– El caso APEL
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Adaptación
+Dos aproximaciones distintas al problema
proceso y herramientas
arquitectura
generación, aprovechando la flexibilidad
frameworksplug-insnuevos elementosnuevos mecanismosnuevas tecnologías
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Dos aproximaciones distintas
proceso y herramientas
arquitectura
más simple y directomenos riesgomás limitado
más compleja la arquitecturamás difícil de diseñarmás general
Arquitecturas adaptables
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El reto del arquitecto
+Diseño de la arquitectura del framework de base
+Diseño de los mecanismos de adaptación
+Diseño de los mecanismos y herramientas de
generación
+Incorporación de nuevos elementos, estructuras y
tecnologías
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Agenda
+Evolución = mantenimiento+Arquitecturas flexibles+Adaptación+Aplicaciones dinámicas+Auto-adaptación+Integración y evolución+Conclusiones
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Motivación
cliente
“Evolución y adaptación
en ejecución”
adaptacióndinámica
aplicaciones que no pueden detenerse para cambiar
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200529
Aplicaciones dinámicas: motivación
+Algunos ejemplos:
– sistemas 24/24– sistemas críticos– sistemas altamente dinámicos– sistemas embebidos – sistemas altamente distribuidos– recuperación ante fallas– gran volumen de usuarios– sistemas que se adaptan al contexto
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Adaptación y evolución dinámica
arquitectura
plug-ins (Eclipse > 3.0 sobre OSGI)JBoss / JMXcoordinación en lugar de composicióncomponentes & servicios especializadosnuevas tecnologías y estilos de arquitectura
nuevos problemas en el diseño
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200531
El reto del arquitecto
+Cómo diseñar una arquitectura de una aplicación cuya
evolución se debe hacer mientras se está ejecutando?
+Una mezcla de nuevas tecnologías, elementos de
diseño, metodologías, herramientas.
+La limitación: implica la intervención de una persona
para hacer la evolución
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200532
Agenda
+Evolución = mantenimiento+Arquitecturas flexibles+Adaptación+Aplicaciones dinámicas+Auto-adaptación+Integración y evolución+Conclusiones
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200533
Auto-adaptación dinámica
Arquitecturas reactivas: muchas formas disponibles.
El sistema es capaz de seleccionar la forma adecuada, dependiendo del contexto
auto-adaptacióndinámica
cliente
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200534
Auto-adaptación dinámica
+Aparecen nuevos elementos en la arquitectura:– sensores– actuadores– modelos y lenguajes para expresar la adaptación
políticas reglas sincronización recuperación …
– tecnologías de soporte– …
+Nuevos problemas en el diseño
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200535
El reto del arquitecto
+Diseñar una arquitectura abstracta adaptable y
dinámica
+Diseñar un modelo abstracto de su evolución
+Diseñar la manera de integrar esos dos modelos
+Incorporar nuevas tecnologías y elementos
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200536
Agenda
+Evolución = mantenimiento+Arquitecturas flexibles+Adaptación+Aplicaciones dinámicas+Auto-adaptación+Integración y evolución+Conclusiones
![Page 37: Septiembre 27 a Octubre 01 de 2005 Bogotá, Colombia Arquitecturas flexibles y adaptables: ¿hacia dónde vamos? Jorge A. Villalobos jvillalo@uniandes.edu.co](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022051613/54fda6124a7959ca428b56e6/html5/thumbnails/37.jpg)
XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200537
Integración y evolución
EAI
Empresas virtuales en tiempo realSistemas altamente volátiles
Arquitecturas flexibles y adaptables de integración
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200538
El reto del arquitecto
+Cómo diseñar una arquitectura para integrar
aplicaciones, sabiendo que:
– Los requerimientos sobre la integración pueden ser volátiles– Las aplicaciones van a evolucionar– Nuevas aplicaciones van a llegar– Las aplicaciones son heterogéneas
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200539
Integración y evolución+ Objetivo:
– Poner a trabajar juntas aplicaciones que no fueron hechas para trabajar juntas
– Crear una arquitectura que le permita evolucionar
+ EAI – clásico: dificultad de evolución de los adaptadores
AA
A A
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XXV Salón de Informática “Arquitecturas Empresariales de Software” Septiembre 28-Octubre 01 de 200540
Integración y evolución
+ Coordinación más que
composición+ Arquitecturas guiadas por los
procesos empresariales (BPM)+ Elementos:
– Orquestación– Servicios y web-services– Workflows– Buses de eventos– Sistemas de reglas– …
A A
AA
A A
AA
coordinación
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Integración y evolución
+El gran problema:
– Falta de correspondencia semántica: conceptos similares,
pero diferentes
Problema abierto
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Agenda
+Evolución = mantenimiento+Arquitecturas flexibles+Adaptación+Aplicaciones dinámicas+Auto-adaptación+Integración y evolución+Conclusiones
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Conclusiones
+Evolución+Flexibilidad+Adaptación+Adaptación dinámica+Auto-adaptación+Integración
nuevos retos y problemas para el arquitectonuevas tecnologíasnuevas arquitecturasnuevas metodologíasnuevas herramientascrecimiento exponencial de la complejidad
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Conclusiones
+Los nuevos requerimientos en las aplicaciones se
traducen en arquitecturas basadas en elementos
distintos, con propiedades distintas
+Un tema abierto de trabajo
+Más información en:+ http://agamenon.uniandes.edu.co/~jvillalo
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Preguntas?