PDF de programación - Tecnologías de componentes y proceso de diseño de aplicaciones basado en componentes

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Tecnologías de componentes

y proceso de diseño de aplicaciones

basado en componentes

“Programación orientada a objetos :

Lenguajes, Tecnologías y Herramientas”

Master de Computación

Santander, 2009

Grupo de Computadores y Tiempo Real

Patricia López

Origen del desarrollo basado en componentes (CBD)
Origen: En 1968 Douglas McIlroy identifica la necesidad de una

sub-industria de componentes software como solución a la
denominada crisis del software.

Su implantación no se realiza hasta los 90

En la actualidad está plenamente implantado de algunos dominios de

aplicación: Ofimática, comercio electrónico, etc.

Problemas que trata de solucionar el desarrollo basado en

componentes:
Abordar la creciente complejidad del software
Reducir el tiempo de adaptación a cambios
Creciente importancia de sistemas abiertos y distribuidos

El CBD es una evolución natural de la orientación a objetos

Santander, 2009

Patricia López

2

1

Objetivo del desarrollo basado en componentes

Construir aplicaciones mediante ensamblado de módulos

software reutilizables, que han sido diseñados previamente con
independencia de las aplicaciones en las que van a ser
utilizados.
Industrialización del campo del desarrollo software
Cambio en el papel de los diseñadores de aplicaciones => De

programadores a ensambladores

Mercado de componentes software reutilizables

Repositorio

de componentes

Logger
Logger

AlarmManager
AlarmManager

Proceso de

Desarrollo de Aplicaciones

Aplicación

IOController

Desarrollador = Ensamblador

Santander, 2009

Patricia López

3

Ingeniería software basada en componentes (CBSE)

CBD => Cambio profundo en los procesos de desarrollo de

software

Ingeniería Software basada en Componentes (CBSE):

Nueva disciplina dentro de la IS
Define los métodos y herramientas que dan soporte al desarrollo de

sistemas software por ensamblado de componentes:

Soporte para la construcción de componentes software reutilizables.
Soporte para la construcción de sistemas por composición de

dichos componentes.

Soporte para el mantenimiento de este tipo de sistemas, bien por

sustitución o por introducción de nuevos componentes.

Santander, 2009

Patricia López

4

2

Definición de componente
Existen muchas definiciones de componente software, pero

una da las más difundidas es la de Szyperski [1998]:

“Un componente es una unidad de composición de aplicaciones software,
que posee un conjunto de interfaces y un conjunto de requisitos, y que ha
de poder ser desarrollado, adquirido, incorporado al sistema y compuesto
con otros componentes de forma independiente, en tiempo y espacio”

Las tres características principales de un componente software

son:
Aislamiento: Un componente puede ser instalado de forma

independiente en una plataforma.

Componibilidad: Un componente puede ser compuesto con otros para

formar aplicaciones.

Opacidad: Un componente se maneja siempre de forma opaca, sin que
los diseñadores de aplicaciones que lo manejan ni el entorno tengan que
acceder a sus detalles internos para hacer uso de él.

Santander, 2009

Patricia López

Importancia de las interfaces en CBD

Los servicios que ofrece o requiere un componente se

expresan mediante interfaces
Representan el contrato entre el componente cliente y el componente

servidor

Concepto base en desarrollo basado en componentes =>

Separación entre interfaz e implementación

Componente_Servidor
(vista de caja negra)

<<provides>>

<<uses>>

Componente_Cliente

Interface_A

Santander, 2009

Patricia López

5

6

3

Manejo opaco de componentes => Metadatos

El componente se distribuye como un paquete que almacena todos los
elementos que lo constituyen, y ofrece información introspectiva (metadatos)
para poder hacer uso de él de forma opaca.

Paquete de componente

Metadatos

Funcionales

Interfaces ofrecidas
(Contrato de uso)

Características de

configuración

Interfaces requeridas

(Contrato de instanciación)

De implementación

Requisitos sobre

la plataforma

Información de
instanciación

Implementaciones

Ficheros de

código

Santander, 2009

Patricia López

7

Proceso de diseño basado en componentes

Repositorio de componentes

Logger

AlarmMger

IOController

Proceso diseño

Paquete componente

Modelo uso

Modelo

configuración

Modelo

instanciación

Modelo no
funcional

Implementación
Implementación
Implementación

Solución:
Generative
programming

Herramientas

diseño

Santander, 2009

Patricia López

Instancia de componente

8

4

Tecnologías de componentes: Modelo + Plataforma

La forma concreta de especificar, implementar, o empaquetar un componente

depende de la tecnología utilizada.

Una tecnología de componentes incluye:

Modelo de componentes: Define un marco conceptual para el desarrollo de

componentes y de aplicaciones generadas por ensamblado:

Define de forma exacta que se entiende por componente, y como se especifica el

componente y sus interfaces

Define los modos de interacción entre componentes

Plataforma de componentes: Entorno que de una infraestructura de soporte para

la ejecución de aplicaciones basadas en componentes

Se basa en un determinado modelo de componentes
Incluyen servicios de soporte para los componentes: gestión de su ciclo de vida,

persistencia, comunicación entre ellos, etc.

Ejemplos de tecnologías de componentes:

De Microsoft: COM, COM+, .NET (Plataforma Windows)
De Sun Microsystems: JavaBeans, EJB (Multiplataforma, pero sólo en Java)
De OMG: CCM (Multilenguaje y multiplataforma)

Santander, 2009

Patricia López

9

Componentes de tiempo real

En el ámbito de los sistemas de tiempo real el CBD evoluciona de forma

mucho más lenta
Las tecnologías estándar son demasiado lentas y no predecibles

Es necesario hacer compatibles los dos aspectos

Construcción de aplicaciones por composición de componentes software

reutilizables y manejados de forma ópaca

Construcción de aplicaciones con comportamiento temporal predecible

Para ello se requiere

Metodologías de modelado que ofrezcan propiedades de componibilidad y

reutilización

Basadas en parametrización

Inclusión de información acerca del comportamiento temporal en los paquetes

de componentes

Tecnologías de componentes con comportamiento predecible

Santander, 2009

Patricia López

10

5

Modelado de aplicaciones de tiempo real basadas en componentes

Component package

Functional
metadata

Instantiation
metadata

Component

Code

Real-time
metadata

Parameterized

Real-time

model

Execution

Node

Real-Time Model

Repository

Platform Resource
Platform Resource
Platform Resource
Parameterized
Parameterized
Parameterized
Real-Time model
Real-Time model
Real-Time model

IOController
Real-time
Logger
Real-time

model

AlarmMngr
Real-time

model

model

RT-Model Composer

Application
Real-Time

Model

Execution Platform

Santander, 2009

Patricia López

RT Analysis
and Design

Tools

Application
Schedulability
Configuration
11

Cambio en el proceso de desarrollo de aplicaciones

En el desarrollo basado en componentes se distinguen dos procesos independientes

pero complementarios (los productos de salida del primero son los productos de
entrada del segundo):

Proceso de desarrollo de componentes

Funcionalidad

requerida

Especificación

Implementación

Empaquetamiento

Proceso de desarrollo de aplicaciones

Análisis de

Requerimientos

Especificación

Aprovisionamiento

Ensamblado

Test

Mantenimiento

• Búsqueda y selección de
componentes

• Especificación de
componentes propios

• Adquisición y verificación de
componentes
• Desarrollo de componentes
propietarios
• Adaptación de componentes al
entorno

• Ensamblado y
despliegue de los
componentes

• Reemplazo de
componentes

Santander, 2009

Patricia López

12

6

Ventajas del uso de CBD

Mejora de la productividad

Gracias a la reutilización de software
En una primera fase se produce el efecto contrario, al invertir tiempo y

esfuerzo en conseguir reusabilidad

Disminución de la complejidad del software
Mejora de los tiempos de acceso al mercado

Consecuencia de los dos aspectos anteriores

Incremento de la calidad del software

Siempre que se emplee un mercado de componentes certificados

Mejora del mantenimiento

Errores mas fáciles de detectar y subsanar
Posibilidad de actualización dinámica

Santander, 2009

Patricia López

13

Limitaciones actuales del CBD

Disponibilidad de componentes

Sólo existe en algunos campos: GUIs, ofimática, etc

Falta de estandarización
Intereses empresariales
Interoperabilidad a través de pasarelas “bridges”

Falta de procesos de certificación que garanticen la calidad de

los componentes

Falta de un proceso de ingeniería software basado en

componentes bien definido
Riesgo para las empresas de cambiar sus procesos de desarrollo

Santander, 2009

Patricia López

14

7
  • Links de descarga
http://lwp-l.com/pdf1113

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