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Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Informatica Ingegneria del software Pattern Corso di ingegneria del software.

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Presentazione sul tema: "Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Informatica Ingegneria del software Pattern Corso di ingegneria del software."— Transcript della presentazione:

1 Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Informatica Ingegneria del software Pattern Corso di ingegneria del software

2 Ingegneria del Software Definizione Pattern software –la descrizione strutturata di una soluzione esemplare ad un problema (software) ricorrente

3 Ingegneria del Software Cluster Non tutti i pattern sono uguali –possono essere strutturati e organizzati. Esistono diverse tipologie di pattern in funzione della loro area di applicazione, –in generale essi possono essere raggruppati in macrocategorie specifiche (dette anche cluster), ciascuna delle quali contenente pattern orientati a risolvere problematiche similari. –I cluster possono a loro volta essere suddivisi in sottocategorie a granularità più bassa. Oltre che lappartenenza ad un determinato cluster, per un pattern è possibile considerare anche il livello di astrazione che lo contraddistingue. Nellambito del cluster dei pattern relativi allo sviluppo di applicazioni software possiamo individuare tre categorie di pattern caratterizzate da un diverso livello di astrazione.

4 Ingegneria del Software Categorie di pattern Pattern architetturali (stili architetturali): descrivono lo schema organizzativo della struttura che caratterizza un sistema software. –In genere individuano le parti del sistema a cui sono associate responsabilità omogenee e le relazioni che esistono tra i diversi sottosistemi. Pattern di disegno (design pattern): sono i pattern che si riferiscono alle problematiche legate al disegno object-oriented –forniscono uno schema per raffinare gli elementi di un sistema software o le relazioni tra di essi –descrive una struttura che ricorre comunemente di elementi di progetto interconnessi, che risolvono un problema di progettazione generale in un contesto particolare Pattern di implementazione (idiomi): sono pattern di basso livello specifici per una particolare tecnologia (per esempio, il.NET Framework, J2EE). –descrivono le modalità implementative da utilizzare per risolvere problematiche di sviluppo sfruttando in modo mirato le caratteristiche peculiari di una particolare piattaforma.

5 Ingegneria del Software Osservazioni Ciascuna categoria è caratterizzata da un grado di astrazione differente. –I pattern architetturali sono troppo generici per essere orientati a risolvere problematiche di disegno –I pattern idiomatici, molto legati alla tecnologia a cui si riferiscono e allimplementazione vera e propria. –I design pattern descrivono soluzioni che lasciano sempre e comunque un certo grado di libertà nella loro adozione e implementazione, non descrivono mai soluzioni che sono valide per una piattaforma specifica, hanno una validità più generale e trasversale rispetto alla tecnologia.

6 Ingegneria del Software Pattern language Larchitetto Christopher Alexander nel suo libro A Pattern Language, scrive –"ogni pattern descrive un problema che si ripete più e più volte nel nostro ambiente, descrive quindi il nocciolo della soluzione del problema, in modo tale che la soluzione possa essere usata un milione di volte, senza che essa venga mai applicata nella stessa maniera". il concetto che sta alla base dei pattern è quello di fornire una soluzione ad un problema in un determinato contesto. Nel caso della progettazione del software, questo significa individuare meccanismi e tecniche che permettano di risolvere problematiche ricorrenti in modo elegante, riusabile ed efficace.

7 Ingegneria del Software Design pattern In genere un design pattern è caratterizzato da quattro elementi fondamentali. –Nome: descrive sinteticamente le funzionalità di un pattern. Associare un nome ad un pattern permette di identificarlo in modo semplice ed immediato e consente di condividere le idee di disegno ad un livello più alto di astrazione, senza la necessità di dover entrare nei dettagli implementativi. –Problema: descrive la situazione alla quale applicare il pattern e le condizioni necessarie e propedeutiche all'utilizzo del pattern stesso. –Soluzione: descrive in modo astratto come il pattern risolve il problema, specificando gli elementi coinvolti con le loro responsabilità e collaborazioni. La soluzione viene solitamente espressa in modo sufficientemente generale da lasciare numerosi gradi di libertà nelle possibili scelte implementative. Un pattern infatti è come uno schema che può essere applicato ripetutamente, il più delle volte in modo particolare e differente. –Conseguenze: descrive l'insieme dei risultati e dei vincoli a cui si va incontro nell'applicazione del pattern. Le conseguenze sono fondamentali per poter valutare i vantaggi e gli svantaggi derivanti dall'uso del pattern e per poter eventualmente preferire soluzioni alternative per la risoluzione del problema.

8 Ingegneria del Software Design pattern Un design pattern associa un nome identificativo ad un problema di progettazione, –permette di identificare gli elementi che concorrono a definire la struttura ad oggetti a cui il pattern si riferisce –per ciascun elemento individuato, specifica il ruolo, le collaborazioni e le dipendenze con altri oggetti e, in generale, le responsabilità ad esso attribuite. Ciascun design pattern è focalizzato su una particolare problematica di disegno e per essa specifica i possibili scenari di utilizzo, evidenziandone i vincoli e le conseguenze.

9 Ingegneria del Software Vantaggi nelluso di pattern soluzione provata e ben compresa, che definisce i principi organizzativi del sistema più facile comprendere larchitettura e le sue caratteristiche –ovvero il modo in cui sono controllate le varie qualità Possibili usi degli stili architetturali –soluzione di progetto per il sistema in discussione –base per ladattamento –ispirazione per una soluzione correlata –motivazioni per un nuovo stile

10 Ingegneria del Software Notazione I pattern architetturali propongono criteri di decomposizione di un sistema in elementi architetturali (macro-elementi) È possibile usare un linguaggio di modellazione ad oggetti – ad es., OMT o UML gli elementi architetturali non sono mai degli oggetti sono piuttosto dei macro-oggetti tuttavia, è comune che ciascun elemento abbia –un nome/riferimento –uninterfaccia pubblica – descrive i servizi che offre –unimplementazione privata –ed è comune che le interazioni tra elementi siano mostrati da uno scambio di messaggi (sincroni oppure asincroni) Una notazione ad oggetti è adeguata, ma i rettangoli indicano elementi architetturali, non oggetti

11 Ingegneria del Software Pattern architetturali From Mud to Structure –Garantire una struttura organizzata –Supportano nella decomposizione di un sistema in sottosistemi Pattern: Layers, Pipes and Filters, Blackboard, SharedRepository, Database Access Layers(DAL), DomainObject, Domain model Distributed Systems –forniscono uninfrastruttura per applicazioni distribuite Pattern: Broker Interactive Systems –per strutturare sistemi software che prevedono uninterazione uomo-macchina –Supportano la progettazione dellinterazione uomo-macchina pattern: Model View Controller (MVC) e Presentation Abstraction Control (PAC) Adaptable Systems –Supportano lestendibilità per evoluzione tecnologica o cambiamento dei requisiti funzionali –Contiene i pattern: Reflection e Microkernel. [Pattern-Oriented Software Architecture - A System of Patterns Frank Buschmann, Regine Meunier, Hans Rohnert, Peter Sommerlad, Michael StalWiley and Sons Ltd.]

12 Ingegneria del Software Osservazioni I pattern non sono tra loro indipendenti –alcuni pattern sono alternativi – uso uno oppure laltro –altri pattern sono sinergici – se uso uno è utile usare anche laltro –altri possono essere usati in gruppi più complessi utile ragionare anche sulle relazioni tra pattern

13 Ingegneria del Software Pattern language Un pattern language (linguaggio di pattern) – una famiglia di pattern correlati –con una discussione sulle loro correlazioni ne esistono diversi – specifici per la progettazione di certi tipi di sistemi o per certi tipi di requisiti –ad es., linguaggio di pattern per la sicurezza –ad es., linguaggio di pattern per sistemi distribuiti

14 Ingegneria del Software Layers Divide le funzionalità in livelli separati ogni livello contiene un insieme di funzionalità e dipende dai servizi forniti dal livello inferiore È possibile modificare un livello senza modificare gli altri

15 Ingegneria del Software Domain model Assimilabile al modello concettuale nel progetto di un sistema

16 Ingegneria del Software Domain object guida la decomposizione di elementi architetturali più grandi –ad es., uno strato di unarchitettura secondo Layers Si basa sul Principio di Separazione degli Interessi e la Modularità La decomposizione può essere guidata da un modello del dominio (casi duso, requisiti non funzionali, requisiti informativi, ecc.)

17 Ingegneria del Software Model View Control (MVC) Separa i dati dellapplicazione (contenuti nel modello) dai componenti per la presentazione grafica (vista) e la logica per lelaborazione dellinput (il controllore)

18 Ingegneria del Software Model view control

19 Ingegneria del Software Pattern MVC controllorevista modello modifica notifica

20 Ingegneria del Software Pipe and filter Fornisce una struttura per sistemi che devono elaborare flussi di dati –lelaborazione è decomposta in passi di elaborazione –ciascun passo di elaborazione è incapsulato in un componente filtro i dati sono trasferiti tra filtri adiacenti mediante pipe (tubi) è possibile costruire famiglie di sistemi correlati mediante unopportuna combinazione di filtri e pipe – pipeline

21 Ingegneria del Software Shared repository Usato per applicazioni data-intensive in cui le interazioni tra le componenti del sistema non sono guidate da processi specifici mapossono essere coordinate sulla base dei dati condivisi su cui operano Mantiene i dati in un repository centrale condiviso da tutti i componenti funzionali del sistema e fa guidare e coordinare il flusso di controllo della logica applicativa dalla disponibilità qualità e stato dei dati nel repository Laccesso ai dati gestiti dal repository condiviso dovrebbe essere opportunamente sincronizzato È un punto daccesso a dati condivisi( es. un database relazionale, una collezione di oggetti in memoria, ecc.)

22 Ingegneria del Software Database access layer (DAL) Guida la connessione tra elementi architetturali sviluppati con tecnologia orientata agli oggetti e una base di dati relazionale Introduce uno strato separato per laccesso alla base di dati (database access layer) tra lapplicazione e la base di dati relazionale –questo strato fornisce allapplicazione uninterfaccia per laccesso ai dati stabile ed orientata agli oggetti (operazioni CRUD -Create, Read, Update, Delete) –Il DAL traduce operazioni CRUD in istruzioni SQL e si occupa di altri aspetti quali concorrenza, transazioni, caching, accesso a DBMS diversi,ecc.

23 Ingegneria del Software Pattern DAL

24 Ingegneria del Software Blackboard Il pattern Blackboard –è utile in problemi per cui non esistono strategie di risoluzione deterministiche. –prevede diversi sottosistemi specializzati che usano la loro conoscenza per costruire insieme una soluzione parziale o approssimata Esempio: Vision, Image Recognition, Speech Recognition

25 Ingegneria del Software Broker Il pattern Broker può essere usato per strutturare sistemi software distribuiti con componenti tra loro disaccoppiati che interagiscono tramite invocazioni di servizi remoti. Un componente broker è responsabile di coordinare la comunicazione: inoltrare richieste e trasmettere risultati ed eccezioni. (architettura ad oggetti distribuiti)

26 Ingegneria del Software Microkernel sviluppo di un insieme di applicazioni variazioni luna dellaltra basate sulla stessa architettura e con un unico nucleo funzionale le diverse applicazioni sono costruite in sede di deployment –alcune applicazioni devono esistere in versioni multiple –si differenziano, ad esempio, nelle funzionalità specifiche offerte o nellinterfaccia utente tutte le versioni delle applicazioni dovrebbero essere basate su una stessa architettura comune ed uno stesso nucleo funzionale comune

27 Ingegneria del Software Reflection fornisce un meccanismo per cambiare la struttura e il comportamento di un sistema in modo dinamico consente la modifica di aspetti fondamentali, ad es., delle strutture di dati e dei meccanismi di comunicazione –Suddivide il sistema in due parti mediante unarchitettura a due livelli che separa i metadati della logica applicativa fondamentale dellapplicazione –un meta-livello: contiene i meta-dati –un livello base: comprende la logica applicativa la cui implementazione è basata sul meta-livello


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