Ohjelmistojen mallinnus Ohjelmistoarkkitehtuuri Harri Laine 1

Transkriptio

1 Ohjelmistojen mallinnus Ohjelmistoarkkitehtuuri Harri Laine 1

2 Ohjelmistoarkkitehtuuri Rajapinta UML:ssä piirteiden (attribuuttien ja operaatioiden) kokoelma, josta ei voi suoraan luoda ilmentymiä rajapinnan toteuttava olio tarjoaa julkisen pääsyn ko. piirteisiin rajapinta käytettävissä vain toteuttavien luokkien kautta - toteuttava luokka perii rajapinnan Rajapintaa käytetään usein attribuuttien ja parametrien tyyppinä, kuvaamaan sitä, että mikä tahansa rajapinnan toteuttava olio voi olla todellisena parametrina Harri Laine 2

3 Ohjelmistoarkkitehtuuri Rajapinnat Javassa rajapinnassa voidaan määritellä vain vakioattribuutteja ja operaatioiden otsakkeita (ei toteutusta) luokka voi periä vain yhden (abstraktin tai konkreettisen) luokan, mutta voi toteuttaa useita rajapintoja Abstrakti luokka (abstract class) esittelee vähintään yhden operaation, jota ei ole toteutettu kyseisessä luokassa ei voi suoraan luoda ilmentymiä Harri Laine 3

4 Ohjelmistoarkkitehtuuri Rajapintojen kuvaustavat <<interface>> A toteutusriippuvuus= perinnältä näyttävä ja pitkälti sitä vastaava A A ClassA ClassA ClassA Harri Laine 4

5 Ohjelmistoarkkitehtuuri Rajapintojen avulla voidaan poistaa joitain riippuvuussyklejä. Rajapinta sisällytetään tällöin samaan pakkaukseen kuin sen käyttäjä Harri Laine 5

6 Ohjelmistoarkkitehtuuri Harri Laine 6

7 Ohjelmistoarkkitehtuuri Harri Laine 7

8 Proseduraalinen / tapahtumapohjainen ohjelmakontrolli Ohjelmiston toimintakontrolli (control flow) määrittää, mitä operaatioita ohjelmassa suoritetaan ja missä järjestyksessä Proseduraalinen kontrolli operaatiot käynnistetään proseduurikutsuilla. Jos operaatio tarvitsee syöttötietoa se odottaa kunnes on saanut tiedot, suorittaa käsittelynsä ja palauttaa kontrollin kutsujalle Harri Laine 8

9 Proseduraalinen / tapahtumapohjainen ohjelmakontrolli Tapahtumaperustainen kontrolli Ohjelman ytimenä on silmukka, joka odottaa ulkoisia tapahtumia (event) tapahtumajonosta. Tapahtuma voi olla esimerkiksi syötteen valmistuminen, häiriöilmoitus, ulkoa tuleva viesti. Tapahtuman aiheuttaja lähettää tapahtuman jonoon. Jonoa tarkkailevassa silmukassa tapahtuma ohjataan siitä kiinnostuneille käsittelijöille (silmukka kutsuu käsittelijää ja välittää sille tapahtuman) Käsittelijät on rekisteröity tapahtumista kiinnostuneiksi Yllä esitetty kuvaa asynkronista tapahtumankäsittelyä Harri Laine 9

10 Proseduraalinen / tapahtumapohjainen ohjelmakontrolli Tapahtumia voidaan käsitellä myös synkronisesti Tällöin tapahtumia ei viedä jonoon vaan tapahtuman aiheuttaja kutsuu suoraan rekisteröityneiden käsittelijöiden käsittelymetodia välittäen niille parametrina luomansa tapahtuman Tässäkään tilanteessa käsittelijän ei tarvitse odottaa syötettä Harri Laine 10

11 Proseduraalinen / tapahtumapohjainen ohjelmakontrolli PDialogEvent PDialog +adddialoglistener() -firedialogevent() +dook() «layer» presentation «uses» PWindow +init() IPDialogListener +processdialogevent() «layer» control «uses» ICPresenter +init() CActioner +processdialogevent() public class PDialog { private CActioner IPDialogListener act; lst; private PDialogEvent evt; public void adddialoglistener(ipdialoglistener adddialoglistener(cactioner a) { l) act { lst = = a; l; } private void firedialogevent() { if (evt!= null) evt = new PDlgEvent(); if (lst (act!= null) lst.processdialogevent(evt); act.processdialogevent(evt); } } public void dook() { firedialogevent(); } } CInit public class CActioner { public void processdialogevent( PDialogEvent evt) { // do something with evt } } Harri Laine 11

12 Perusrakenne Ohjelmiston osiinjakoon vaikuttaa myös se millainen perusrakenne (arkkitehtuurityyli, architectural style) ohjelmistolle valitaan Seuraavassa esitellään lyhyesti muutamia: Harri Laine 12

13 Jaettu tietovarasto (repository) Osajärjestelmät käyttävät ja muokkaavat yhtä keskeistä tietovarastoa Osajärjestelmät ovat suhteellisen riippumattomia toisistaan, helppo lisätä uusia Yhteistyö tietovaraston kautta Kontrollin ohjaus osajärjestelmissä tai tietovarastossa Esimerkkejä: tietokantajärjestelmät, kääntäjät, CASE-ohjelmistot Harri Laine 13

14 Putket ja suodattimet Pipes and Filters Ohjelmisto saa syötteenään aineistoa, jonka käsittely on perusteltua jakaa useaksi peräkkäiseksi vaiheeksi Suoraviivainen ratkaisu ongelmaan olisi käyttää peräkkäisiin eräajoihin pohjautuvaa ratkaisua (batch sequential), jossa jälkimmäinen vaihe käyttää syöttöaineistonaan edellisen vaiheen tuottamaa tiedostoa ja aloittaa sen käsittelyn kun edellinen vaihe on saanut työnsä kokonaan valmiiksi Harri Laine 14

15 Putket ja suodattimet Putkiin ja suodattimiin perustuvassa ratkaisussa suodattimet (filters) hoitavat inkrementaalisesti tiedon käsittelyn Saapuvaa tietoa käsitellään saapumisjärjestyksessä. Tulostietoelementit voidaan tuottaa pienehkön syöttöaineiston osan perusteella. Suodatin ottaa tarvitsemansa määrän tietoa syöttöjonosta ja tuottaa tietoa tulosjonoon rikastaa, jalostaa, muuntaa esitysmuodon Harri Laine 15

16 Putket ja suodattimet UNIX putkia putket sed grep awk suodattimet Harri Laine 16

17 Model/View/Controller (MVC) MVC:ssä eristetään tietosisältö (model) sen esittämisestä (view) ja siihen kohdistuvan käsittelyn hallinnasta (controller). Sisältöoliot (model) pitävät sisällään kaikki esitettävät tiedot ja niiden muuttamiseen tarvittavat operaatiot. Ne eivät tiedä mitään käyttöliittymästä, tietojen esittämismuodoista eivätkä tiedoille käyttöliittymässä tehtävistä operaatioista Harri Laine 17

18 Model/View/Controller Sisältöoliot tarjoavat käyttöliittymästä riippumattomat operaatiot tietojen hakuun ja muokkaukseen. Esim. sisältöolio kello: ylläpitää sisäisesti kellonaikaa tarjoaa operaation ajan kysymiseksi tarjoaa operaatiot ajan asettamiseksi Harri Laine 18

19 Model/View/Controller Näkymäoliot (view) esittävät niihin liitettyjen sisältöolioiden tilaa. Ne käyttävät hyväkseen sisältöolion kyselypalvelua saadakseen tilan selville. Esim. Kellon voisi liittyä kaksi näkymäoliota: analogianäyttö ja digitaalinäyttö. Ohjausoliot (controller) hallitsevat sitä, miten käyttäjä voi vaikuttaa sisältöolioiden tietoihin Harri Laine 19

20 Model/View/Controller Application View Controller Model Database & Web Services Harri Laine 20

21 Model/View/Controller Sisältöolio rekisteröi näkymän lisää-näkymä operaatiolla ja vastaavasti se voi kytkeytyä siitä irti (poista-näkymä) Ohjain voi vaikuttaa suoraan näkymän tilaan tai epäsuorasti muuttamalla sisällön tilaa. Kun sisällön tila muuttuu sisältöolio tiedottaa asiasta kaikille olion tilasta kiinnostuneiksi rekisteröityneille näkymille Harri Laine 21

22 Model/View/Controller Tarkkailija: olio, joka rekisteröityy kiinnostuneeksi kohteen tilasta ja tarjoaa kuuntelupalvelun (update), jonka avulla tilamuutoksesta tiedotetaan sisältö * tarkkailija (observer) näkymä ohjain Harri Laine 22

23 Asiakas - palvelin Client- server Palvelin osajärjestelmä tarjoaa palveluita asiakas osajärjestelmille. Palvelupyynnöt etäproseduurikutsuina tai välittäjän kautta Harri Laine 23

24 Kolmikerrosarkkitehtuuri Kolme kerrosta: liittymä (interface) kaikki oliot, joiden kanssa käyttäjä on tekemisissä sovelluslogiikka (application logic) Ohjaus- ja sisältöoliot, jotka toteuttavat sovelluslogiikan tallennus ajokerrasta toiseen säilyvän tiedon tallennus Nelikerrosarkkitehtuurissa liittymä jakautuu asiakas (asiakaskoneessa) ja palvelinosiin (palvelimessa) Harri Laine 24