1.3 Katsaus ohjelmistotuotannon kehittymiseen

Transkriptio

1 Yleisiä asioita Oliokirja: Tenttipäivä 7.5. Tallennukset, jospas tänään onnistaisi Viikkoharkat löytyvät IDLEstä (TTY), kurssin kotisivuilta/paikallisilta sivuilta, muut yliopistot Harkat alkavat ensi viikolla Vuorovaikutusta / vastailumahdollisuus luennoijan kyselyihin 1

2 1 Johdanto 1.1 Mikä on ohjelmistoarkkitehtuuri? 1.2 Ohjelmistoarkkitehtuuri ja laatuvaatimukset 1.3 Katsaus ohjelmistotuotannon kehittymiseen 1.4 Miksi ohjelmistoarkkitehtuuri on tärkeä 1.5 Ohjelmistoarkkitehtuuri ja ohjelmistokehitysprosessi 1.6 Ohjelmistoarkkitehtuuri ja organisaatio 1.7 Ohjelmiston osittaminen 1.8 Toteutusalustan arkkitehtuuri 1.9 Yhteenvetoa 2

3 1.3 Katsaus ohjelmistotuotannon kehittymiseen

4 Ohjelmointi Vaatimukset Ohjelmointikieli Vaatimusten toteutus ohjelmointikielellä Ohjelma Programming-in-the-small Ongelma: Ohjelmointikielen hallinta Ratkaisu: Ohjelmointiympäristöt 4

5 Järjestelmäkehitys Vaatimukset Ohjelmointikieli Programming-in-the-large Ongelma: Riippuvuuksien hallinta Ratkaisu: Arkkitehtuuri Komponent Komponent Komponent Komponentti 5

6 Ohjelmistotuotanto Vaatimukset Ohjelmointikieli Prosessi Programming-in-the-many Ongelma: Ihmisten hallinta Ratkaisu: Prosessi Komponent Komponent Komponent Komponentti 6

7 Hajautetut järjestelmät Vaatimukset Ohjelmointikieli Prosessi Ongelma: Järjestelmän hajauttaminen, rinnakkaisuus Ratkaisu: Arkkitehtuuri Komponent Komponent Komponent Komponentti Rinnakkaiset laitealustat 7

8 Mallipohjainen ohjelmistotuotanto Vaatimukset Ohjelmointikieli malli malli malli Model-driven development Ongelma: Monimutkaisuuden hallinta Ratkaisu: Abstraktio, mallintaminen, arkkitehtuuri Komponent Komponent Komponent Komponentti 8

9 Model-Driven Development (MDD) Bran Selic 9

10 Tuoteperheet Vaatimukset malli Ohjelmointikieli Ohjelmointialusta malli Ongelma: Muunneltavuuden hallinta Ratkaisu: Arkkitehtuuri + prosessi malli Komponent Komponent Komponent Komponentti 10

11 Globaali ohjelmistokehitys Vaatimukset malli Ohjelmointikieli Ohjelmointialusta malli Ongelma: Työn hajauttaminen Ratkaisu: Arkkitehtuuri + prosessi malli Komponent Komponent Komponent Komponentti 11

12 Liiketoimintapalvelut Palvelut Vaatimukset malli Ohjelmointikieli Ohjelmointialusta malli malli Ongelma: Integrointi liiketoimintaan Ratkaisu: Arkkitehtuuri (SOA) Komponent Komponent Komponent Komponentti 12

13 Ohjelmistotuotanto tänään Liiketoimintapalvelut Vaatimukset malli Ohjelmointikieli Ohjelmointialusta malli malli Komponent Komponent Komponent Komponentti Ohjelmistoarkkitehtuuri on avain - komponentien välisten suhteiden hallintaan - järjestelmien monimutkaisuuden hallintaan - ohjelmistojen muunneltavuuden hallintaan - ohjelmistokehityksen ja laskennan hajauttamiseen - liiketoimintaintegrointiin 13

14 Taloussanomat

15 Kysyttävää?

16 Miksi ohjelmistoarkkitehtuuri on tärkeä? 16

17 Miksi ohjelmistoarkkitehtuuri on tärkeä? Tarjoaa abstraktiotason, jolla monet keskeiset järjestelmän kehittämiseen liittyvät ongelmat ratkaistaan Keskeinen kommunikoinnin väline ohjelmiston elinkaaren aikana: määrittelee ja nimeää järjestelmän keskeiset osat, ratkaisut, käsitteet Arkkitehtuuri antaa rajat ja helpottaa (tai tekee mahdolliseksi) järjestelmän rakentamista, testausta, ylläpitoa ja uudelleenkäyttöä Ensimmäinen analysoitavissa oleva järjestelmän esitysmuoto: järjestelmää voidaan testata ennen toteutusta 17

18 Mitä seurauksia epäonnistuneella ohjelmistoarkkitehtuurilla on/voi olla? 18

19 Epäonnistuneen ohjelmistoarkkitehtuurin seurauksia järjestelmää ei pystytä toteuttamaan järjestelmä ei valmistu suunnitellussa ajassa järjestelmä ei skaalaudu järjestelmä on tehoton järjestelmää on vaikea testata järjestelmää on vaikea ylläpitää järjestelmää ei pystytä uudelleenkäyttämään järjestelmää ei pystytä siirtämään toiseen ympäristöön 19

20 Mitkä syyt voivat johtaa epäonnistuneeseen arkkitehtuuriin? 20

21 Syitä epäonnistuneeseen arkkitehtuuriin - huono kommunikaatio - arkkitehtuurin kannalta olennaisia vaatimuksia ei ole otettu huomioon - arkkitehti on kokematon tai heikkotahtoinen - johdolta tuleva painostus - kehitysprosessi ei tue arkkitehtuuria - arkkitehdiltä puuttuu kohdealueen tuntemus - muita? 21

22 Kysyttävää?

23 Ohjelmistoarkkitehtuuri ja ohjelmistokehitysprosessi

24 Arkkitehtuurin kehittäminen Laatuvaatimukset Arkkitehtuurin kannalta merkittävät vaatimukset Vaatimusanalyysi Keskeiset toiminnalliset vaatimukset Ympäristövaatimukset Alustava arkkitehtuurisuunnittelu Alustava arkkitehtuuri Laatuvaatimuksen huomiointi Rajoitteet Yleisten ratkaisumallien soveltaminen Arkkitehtuurimuunnos ei OK OK Toissijaiset toiminnalliset vaatimukset Kaikki käsitelty Inkrementaalisuus, agile: pienin toteutettavissa oleva arkkitehtuuri -> toteutus Yksityiskohtainen suunnittelu Arkkitehtuurin arviointi Arkkitehtuuri 24

25 Arkkitehtuurin kannalta merkittävät vaatimukset Keskeiset toiminnalliset vaatimukset (mitä järjestelmä tekee) - Usein lähtökohta arkkitehtuurin suunnittelulle Laatuvaatimukset (miten tehdään) vaikuttavat tyypillisesti olennaisesti arkkitehtuuriin ( ei-toiminnalliset vaatimukset ) - Esim. suorituskyky, muunneltavuus, skaalautuvuus, hinta, ylläpidettävyys, siirrettävyys, uudelleenkäytettävyys jne. Kehitysympäristövaatimukset - Järjestelmä on pystyttävä järkevästi kehittämään tietyssä organisaatiossa (esim. hajautettu kehitys) Suoritusympäristövaatimukset - Esim. sulautetun järjestelmän laiteympäristö Ympäristövaatimukset Rajoitteet - Esim. tietyn teknologian sanelemat 25

26 Laatuvaatimusten yhteentörmäys Piirrerunsaus, nopeasti saatavilla, yhteensopivuus Suorituskyky, luotettavuus, käytettävyys Muunneltavuus, testattavuus Loppukäyttäjä Kustannus, resurssitarve Markkinointi Ylläpitäjä Hinta, stabiilisuus, toimitusvarmuus, Johto Arkkitehti Asiakas 26

27 Arkkitehtuurin arviointi Monet ohjelmiston laatuominaisuudet olisivat pääteltävissä jo arkkitehtuurikuvauksesta (esim. tiukka kerrosarkkitehtuuri -> suorituskykyongelmat) Arkkitehtuurin arviointi = laatuvaatimusten tarkennus + arkkitehtuurin arviointi tarkennettuja laatuvaatimuksia vasten (esim. ATAM) Arkkitehtuurin arviointi on ohjelmiston testaamista sen ensimmäisen täsmällisen kuvauksen perusteella 27

28 Arkkitehtuurin kehittäminen 28

29 Tehdään arkkitehtuuri up-front Analysis Product Backlog Architecture design Backlog retrospective review Potentially shippable product increment 2-4 weeks Backlog Potentially shippable product increment 2-4 weeks Backlog Delivered product 29

30 0 Analysis Product Backlog 0 retrospective review Architecture, development environment, etc weeks Backlog Potentially shippable product increment 2-4 weeks Backlog Delivered product 30

31 Arkkitehtuuri sprinteissä Analysis Product Backlog Backlog retrospective review Architecture design Potentially shippable product increment 2-4 weeks Architecture design Backlog Potentially shippable product increment 2-4 weeks Architecture design Backlog Delivered product 31

32 Erillinen arkkitehtuuritiimi Analysis Product Backlog XOR Architecture team Backlog retrospective review Potentially shippable product increment 2-4 weeks Backlog Potentially shippable product increment 2-4 weeks Backlog Delivered product 32

33 Vaatimukset Arkkitehtuurin kannalta merkittävät vaatimukset on yleensä priorisoitu - Tyypillisesti yksi tai kaksi laatuvaatimusta dominoi arkkitehtuuria, vähemmän tärkeiden täytyy mukautua Vaatimusten ja arkkitehtuuriratkaisujen yhteyden säilyttäminen olennaista - Kuinka järjestelmä täyttää arkkitehtuurin kannalta merkittävät vaatimukset, erityisesti laatuvaatimukset Vaatimukset muuttuvat järjestelmän elinkaaren aikana - Walking on water and developing software from specifications are easy tasks when both are frozen (E. Bevard) 33

34 Kysyttävää?

35 Ohjelmistoarkkitehtuuri ja organisaatio liiketoimintayksikkö järjestelmä ryhmä alijärjestelmä henkilö henkilö komponentti komponentti Conwayn laki: arkkitehtuurin rakenne = organisaation rakenne 35

36 Ohjelmiston osittaminen Perusteena voi olla: toiminnallisuus yleisyys hajautus muutosherkkyys intressi, huolenaihe (concern)... huolenaihe 36

37 Läpitunkeva toiminta (cross-cutting concerns) Loki Turvallisuus Koodi Koodi Sessiot Turvallisuus Loki Loki Turvallisuus Turvallisuus Koodi Koodi Sessiot Sessiot Loki 37

38 Aspektit Loki Turvallisuus Koodi Koodi Sessiot Koodi Koodi Loki Turvallisuus Sessiot 38

39 1.8 Toteutusalustan arkkitehtuuri Toteutusalusta pakottaa sovellukselle usein tietyn arkkitehtuurin Sovellus rakennetaan tämän arkkitehtuurin ehdoilla Sovelluskehityksen keskeinen kysymys on miten vaatimukset saadaan toteutettua alustan tarjoamilla välineillä Esimerkiksi: Miten vaatimukset toteutetaan J2EE-alustalla? Miten vaatimukset toteutetaan.net-alustalla? Miten vaatimukset toteutetaan Qt-alustalla? 39

40 Kehitys kulkee kohti arkkitehtuuritason toteutusvälineitä Toteutusvälineet: ohjelmointikieli ohjelmistoarkkitehtuuri Muuttujat Aliohjelmat Luokat Komponentit Alustat Ekosysteemit 40

41 Arkkitehtuuriperustainen ohjelmointi, mitä vaatimuksia tämä asettaa ohjelmistoarkkitehtuurille? 41

42 Mitä vaatimuksia tämä asettaa ohjelmistoarkkitehtuurille? Kun ohjelmistoarkkitehtuuri on osa toteutusvälineistön kuvausta, sen tulee olla: geneerinen: sopiva monille sovelluksille tavallisen ohjelmoijan ymmärrettävissä kuvattu täsmällisesti ja kattavasti kuvattu käyttäjän (so. sovellusohjelmoijan) kannalta 42

43 Yhteenvetoa Ohjelmistoarkkitehtuuri on järjestelmän keskeisiä ratkaisuja koskeva kuvaus, joka mahdollistaa järjestelmän hallinnan sen elinkaaren aikana Ohjelmistoarkkitehtuurilla ja ohjelmiston laadulla on kiinteä yhteys: arkkitehtuuri on suuressa määrin laatuominaisuuksien tukemista Ohjelmistokehityksestä on tullut arkkitehtuurikeskeistä: monet lähestymistavat ja teknologiat perustuvat tai liittyvät läheisesti arkkitehtuuriin 43

44 Tehtävä Tietokoneita myyvä yritys TietoMyyrä on laajentamassa toimintaansa verkkoon. Uuden toimintamallin mukaan asiakkaat voivat tilata TietoMyyrältä valmiita konepaketteja ja noutaa valmiit koneet TietoMyyrän toimistolta. Olette voittaneet tarjouspyynnön ja saaneet tilauksen TietoMyyrän verkkokauppasovelluksesta. Mitkä asiat vaikuttavat järjestelmän arkkitehtuuriin? 44

45 Kysyttävää?