Introduction aux styles
architecturaux
GLO-3001
Architecture logicielle
Luc Lamontagne
Hiver 2010
Styles architecturaux
• Patrons de structures génériques fréquemment rencontrées dans la
pratique
– Ces patrons ont des propriétés biens définies qui permettent la réutilisation
• Architecture = composantes + connecteurs
• Spécification d’une décomposition en composantes qui sont en
interrelation
• Permet d’atteindre des objectifs de conception
• Une compréhension de ces styles peut simplifier le choix et la conception
d’une architecture logicielle
– La plupart des systèmes de grande échelle sont hétérogènes
– Ils ne correspondent pas à un style architectural unique
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Bénéfices d’utiliser des styles
• Réutilisation d’un design
– Des solutions bien comprises appliquées à de nouveaux
problèmes
• Réutilisation de code
– Partage de l’implémentation des aspects invariants d’un
style
• Compréhension de l’organisation d’un système
– Une expression comme client-serveur communique
beaucoup d’information
• Interopérabilité
– Supporté par la standardisation d’un style
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Styles architecturaux
• Ne pas confondre style architectural et modèle
architectural (ou vue architecturale)
• Modèles (vues, visualisation)
– Utilisés pour documenter une architecture
• Modèle statique qui présente les composantes
• Modèle dynamique qui décrit la structure de traitement
• Modèle d’interface qui définit les sous-systèmes
• Modèle de relation qui décrit les relations entre les composantes
• Modèle de distribution des sous-systèmes sur différents
ordinateurs
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Patrons, styles et autres
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Propriétés des architectures
• Les objectifs de conception de l’architecture sont caractérisés par
les propriétés que l’on désire obtenir pour le système
– Propriétés fonctionnelles
• Fonctionnalités requises du système
– Propriétés non-fonctionnelles
• Maintenabilité
– Évolution, adaptation ou correction du système
• Disponibilité
• Performance
• Interopérabilité
• Robustesse
– Gestion des erreurs
– Tolérance aux fautes
• Sécurité
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Survol - principaux styles architecturaux
• Traditionnel influencé par un
style de programmation
– Main program and subroutines
– Orienté object
• En couche
– Machine virtuelle
– Client-serveur
– N-tiers
• Data-flow
– Batch sequential
– Pipe and filter
• Shared memory
– Blackboard
– Systèmes à base de règles
• Adaptatif
– Microkernel
– Reflexive
– Plug-in
• Interactif
– Model-View-Controller
• Embarqué
– Sense-Compute-Control
• Interpréteur
– Interpréteur
– Code mobile
• Invocation implicite
– Event-based
– Publish-subscribe
• Peer to peer
• Styles dérivés
– C2
– CORBA
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Survol - principaux styles architecturaux
• Main program & Subroutines
– Un programme principal qui appelle les composantes à
tour de rôle
– Contrôle hiérarchique
– Le style le plus simple
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Survol - principaux styles architecturaux
• Style orienté objet (…)
– Topologie et structure de contrôle arbitraire.
– La durée de vie des instances peut varier
– Comprendre le système : relations statiques et dynamiques
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Survol - principaux styles architecturaux
• Couches (Layers)
– Organisation en couches de
composantes offrant des groupes
de services
– Échanges limités aux
composantes de la couche sous-
jacente
• Les composantes d’une couche ne
font appel qu’aux composantes de la
même couche ou de la couche
inférieure
– Principe des machines virtuelles
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Couche 1
Couche 2
Couche 3
Programme A
Programme B
Programme D
Programme C
Survol - principaux styles architecturaux
• Client-serveur
– Modèle à deux couches
– La base des systèmes distribués
– Les données sont distribuées dans un ensemble de
composantes
– Le traitement est réparti parmi les composantes
– Composantes
• Serveurs – fournissent des services
• Clients – utilisent ces services
– Thin-client vs. Fat-client
– Connecteurs
• RPC
• Protocole réseau
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Survol - principaux styles architecturaux
• Modèle 3-tiers
– Cas particulier d’un :
• Modèle en couche (3)
• Modèle client-serveur (2)
– Autre dénomination :
• State-logic-display
– Rôle des niveaux :
• Présentation
• Logique d’application
• Données (état du système)
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Survol des principaux styles
architecturaux
• Model-View-Controller (MVC)
– Applications interactives - GUI
– L’application est divisée en 3 composantes
• Modèle
– Représente les données et les fonctionnalités du domaine de l’application
• Vues
– Représentations visuelles des données qui forment l’application
– Il peut y avoir plus d’une vue pour un même modèle
• Contrôleurs
– Composantes de contrôle qui traitent les entrées (événements) en provenance des vues et du
système et les traduit en opérations effectuées sur le modèle est les vues
– Un contrôleur pour chacune des vues
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Survol - principaux styles architecturaux
• Batch sequential
– Style de flot de données (dataflow)
– Un des styles le plus anciens
– Repose sur la conversion d’un flux de données
– Pour les applications de systèmes financiers
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Survol - principaux styles architecturaux
• Pipelines (Pipes and Filters)
– Inspiré de la composition de fonctions en Unix
ls invoices | grep –e August | sort
– Composantes de transformation (Filtres)
• Les filtres sont des unités de traitement qui sont spécifiées uniquement pas les
entrées qu’elles acceptent et les sorties qu’elles produisent
• Les filtres ne partagent pas d’état entre eux
• Les filtres n’ont pas d’interaction entre eux
– Composantes de communication (Pipes)
• Les pipes sont des connecteurs
• Ils relient les composantes sources et les composantes réceptrices
• Ils propagent les données entre elles
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Pump SinkFilterFilter
pipe pipe pipe
Survol - principaux styles architecturaux
• Sense-Compute-Control
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Objectif : Structurer les applications embarquées (contrôle)
Survol - principaux styles architecturaux
• Dépôts de données (Repository – shared memory)
– Dépôt de données commun aux composantes du
système
– Les composantes interagissent par l’entremise du dépôt
de données
– Applications traditionnelles
– Base de données avec triggers
– Autres
– Blackboard
– Système à base de règles / système expert
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Survol - principaux styles architecturaux
• Dépôts de données (Repository)
– Cas particulier: Blackboard
• Dépôt de données central
• Composantes de traitement sur les données (Knowledge Sources)
– Pas d’interactions directes entre les KS
• Composante de gestion des traitements (Controller)
• Résolution de problème par des modifications successives des
données
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Survol - principaux styles architecturaux
• Système à base de règles
– Contient
– Un interface usager
– Un moteur d’inférence
– Une base de connaissance
– Le moteur d’inférence décortique les inputs de
l’usager
– Il détermine si c’est un fait, une règle ou une
requête.
– Un fait ou une règle
– Ajouter à la base de connaissance
– Un requête
– Interroger la base de connaissance pour obtenir les
règles applicables et tenter de résoudre la requête
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Survol - principaux styles architecturaux
• Publish-Subscribe
– De type implicit invocation
– Abonnement pour recevoir des
messages ou un contenu spécifique.
– Les abonnées peuvent s’enregistrer
ou se désabonner.
– Les publieurs font un broadcast de
leurs messages à leurs abonnés
• Soit de façon synchrone ou
asynchrone
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Survol - principaux styles architecturaux
• Peer-to-peer
– Peer : généralisation du modèle
client-serveur
– Une composante peut agir selon les
deux modes
– Doit contenir des services pour
localiser les peers et les ressources
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Conclusion
• Différents styles répertoriés dans la littérature
– Certains largement répandus, d’autres peu utilisés
• Chaque style a ses caractéristiques
– Rôle des composantes
– Connecteurs spécifiques
• La suite…
– Description détaillée de quelques styles
– Conception architecturale
• Comment choisir un o
