1H. DreßlerSoftware-Architektur betr. diese Präsentation zur Damit Sie diese Darstellung tatsächlich Schritt für Schritt – na hoffentlich: – »genießen«

H. Dreßler Software-Architektur 1

betr. diese Präsentation zur

Damit Sie diese Darstellung tatsächlich Schritt für Schritt – na hoffentlich: – »genießen« können, wird von Ihnen erwartet, daß Sie für den Bildwechsel oder manchmal zwischendurch

die Maus drücken:

So werden die einzelnen Seiten häufig nur portionsweise aufgeblendet.

Einige Texte erscheinen nur zeilenweise, um Ihnen die Konzentration zu erleichtern.

Zum Schluß jeder Seite erscheint automatisch der

Rückkehr-Schalter …

… wenn Sie jetzt mausklicken, auch hier.

Danach können Sie entweder mit ihm (drücken!) zur vorigen Seite zurück (hier gibt´s natürlich keine) oder durch Klick außerhalb der Schaltfläche zur nächsten.

***

(Unten links erscheint außerdem die übliche PowerPoint-Schaltfläche, wenn die Maus bewegt wird.)

Manchmal aberfunktioniert

das Einblendennicht so recht.

[ Zurück … undWiederholen! ]

Das kann nur anPowerPoint

liegen …

Man müßte sich bei

Microsoftbeschweren.

Sie könnensich die

Präsentationauch – mit

zusätzlichenErläuterungen –

als NOTIZBLATT

ausdruckenlassen.

• Vorschlag: einmal durchlaufen lassen und beim zweiten Mal gründlich lesen und bedenken •

HD: Software-ArchitekturStand: Juli 2001

HHelmutelmut D Dresslerressler


HHelmutelmut D Dresslerressler<<<<<<<<

* 1941, Dresden

Dipl. Ing (Regelungs-technik • TH Darmstadt 1969)

Viele Jahre bei Software Partner GmbH, Darmstadt(Leiter Kommerzieller Großprojekte)

Seit 1990 Freiberufler: »Systemanalytische Beratung«, seit 1996 in Kooperation mit Uwe Wagner

»Problemlösen mit Entscheidungstabellen«, München, 1975

»Play Net« – das Spiel im Petri-Netz, Darmstadt, 1985

»Kleines Testhandbuch«, für E. Merck, Darmstadt, 1990

»Datenstrukturentwurf«, München, 1995

Einige Stichworte über Projekte oder Schwerpunkte der Vergangenheit:

Didaktische Programmierung (Lehrprogramme) • Entscheidungstabellen-Technik • Schulungsleiter für viele Themen aus dem Bereich EDV • »Normierte Programmierung« • Software-Methodik • Programm-Montage in Assembler (Makrotechnik) • MTRX: Assembler-Verfahren zur Bearbeitung von beliebig großen dünnbesetzten Matrizen …& …Implementierung mit automatisiertem Test • Matrix-Algorithmus zur Kostenverteilung • Modularisierungsverfahren (View Manager) • System-Analyse & -Entwurf (Implementierung mehrerer Großsysteme) • Projektmodell • Projektleitung von großen Projekten • Petri-Netz-Anwendungen • Datenbankentwurf • Qualitätssicherung • Produktivitäts-Kontrolle • Software-Metriken • Verantwortliche Beratung • Analyse & Redesign bestehender Systeme • Konzepte • …

Heutige Beratungsangebote u.a.:+ Produkt »UVMT«: Umfassendes (Re-) Design der Software-Architektur+ Managementberatung: Software-Produktentwicklung+ Analyse & Beratung: Design und Redesign von Großanwendungen+ Schrittweise Einführung nach dem Prinzip »ABC« : Konstruktive und analytische Qualitätssicherung (…

also: »mit den geringsten Maßnahmen den größten Nutzen erzielen«)+ Evolutionäre Software-Entwicklung (langfristige Strategie)+ Beratung: Software-Produktionsmanagement & Einführung eines Projektmodells+ Datenbankentwurf … mit neuem Data Dictionary System »D&W-DaDic«+ P-&-Q-Checkup: dreiteiliges Firmenseminar zur Verbesserung von Produktivität und Qualität (Analyse,

Zielbestimmung, Maßnahmen)

quasi-»OO« (1981)


mausklick!

ein SYSTEM: so oder so …

Aufwand

Komplexität

»Nachhaltige«Architektur der

Software

»Konventionelle«Architektur der

Software

Man hat es bei »Y2K« gesehen: Manche Software-Systeme

werden unbeherrschbar.

In der Theorie werden modulare

Schichtensysteme verlangt.

mit 5 Schichten!


mausklick!

Problem & Konzept, allgemeinAufwand

Komplexität

NachhaltigesVorgehen

KonventionellesVorgehen

Anlaß fürsRedesign

A) Ziele: Welchen Nutzen wollen wir erreichen?

B) Wege & Maßnahmen: Was müssen wir dafür tun?

C) Welche Mittel & Methoden stehen uns zur Verfügung?

D) Nach welchen Prinzipien wird die Qualität der drei Aspekte gemessen?

Das

Dreieck

A

B CD

ZIELE(Defizite)

WEGE(Maßnahmen)

MITTEL(Methoden)

PrinzipienQualitäten

Fürs Design sind vier Aspekte zu bedenken, wie sie in unserem Konzept-Dreieck bezeichnet werden.

In einem guten Konzept werden auf alle vier Fragen ordentliche Antworten formuliert:


betr. D) Prinzipien & Qualitäten

• Zweckmäßig zu unterscheiden sind:

QA = Qualität aus Sicht der Anwender Korrektheit, Funktionsumfang, Robustheit, Zuverlässigkeit, A-Dokumentation,

Benutzerfreundlichkeit, Zeitverhalten, Leistung/Durchsatz, Stabilität der Entwicklung, »Vorzeigbarkeit«, Anpassungsfähigkeit

QE = Qualität aus Sicht der Entwickler E-Dokumentation, Verständlichkeit, Einfachheit, Einheitlichkeit (nach Standards),

Modularität (ADT, oo), Redundanzfreiheit der »Erfindungen«, Wiederverwendbarkeit. (Wieder-) Testbarkeit, Änderbarkeit, Erweiterungsfähigkeit, Portabilität

D


konventionell nachhaltig – – so, wie es alle immer gemacht haben so, wie es alle immer gemacht haben (ja auch: mit zweistelligen Jahreszahlen)(ja auch: mit zweistelligen Jahreszahlen)

– – jeder ist Seines Textes Verfasserjeder ist Seines Textes Verfasser

– – Dokumentation: NebensacheDokumentation: Nebensache

– – immer alles wieder neu erfunden: immer alles wieder neu erfunden: (das (das sei »kreativ«, ist aber tatsächlich bloß sei »kreativ«, ist aber tatsächlich bloß redundant) redundant)

– – Modularisierung: frommer WunschModularisierung: frommer Wunsch

– – Steuerlogik, Algorithmen und Steuerlogik, Algorithmen und Datenzugriffe als vermischte Schriften: Datenzugriffe als vermischte Schriften: unauflösbarer Wirrwarrunauflösbarer Wirrwarr

– – nur der Autor kann es ändernnur der Autor kann es ändern

– – Fernwirkung nicht zu kontrollierenFernwirkung nicht zu kontrollieren

– – Wiedertestbarkeit: FehlanzeigeWiedertestbarkeit: Fehlanzeige

– – gewaltige Kostensteigerung erst später gewaltige Kostensteigerung erst später

+ zugegeben:»nachhaltig« (sustainable) ist ein Modewort, aber es weist darauf hin, daß die Effekte von Investitionen langfristig bedacht werden müssen.

+ jedes »Stück Logik« wird im gesamten System nur einmal implementiert; jeder kann es benutzen.

+ Einarbeitungs-Investitionen amortisieren sich in Kürze.

+ im Vergleich: Die Menge des Sourcecodes gegenüber k.k. ist drastisch vermindert.

+ die Teile des Systems sind dokumentiert, durchschaubar, einheitlich, testbar und kontrolliert zu ändern.

+ Kostenersparnis: kurz- mittel- langfristig

+ das Know How bleibt verfügbar.


View Manager & »Sicht-Knechte«

VollkommeneAbschottung

der Datenbankdurch Broker

innen=DB-nah außen=Anwender-nahevtl. mehrere

Schichten


… nach Software-Architektur-Prinzipien

Stichwörter für Kenner & Experten, auf daß Sie uns nichts als zustimmen:

+ Evolutionäre Software - sie ist beliebig(!) weiterzuentwickeln, weil sie keine unverrückbaren Barrieren schafft

+ (also) 5-Schichten und strenge Modularisierung - damit Programm-Montage stattfinden kann

+ (also) redundanzfreie, aber wiederverwendbare Bausteine - so daß Sourcetexte und Irrtümer minimiert werden

+ (also) Information Hiding - damit niemand die obligatorischen Schnittstellen umgehen/mißbrauchen kann

+ Datenstruktur-Entwurf nach allen Regeln der »Kunst«

+ Strenge Trennung von Präsentation, Anwenderlogik und DB-Zugriffslogik

+ Qualitätsmaßstäbe aus Sicht der Anwender - Korrektheit, Funktionsumfang, Robustheit, Zuverlässigkeit, Anwender-Dokumentation, Benutzerfreundlichkeit, Zeitverhalten, Leistung/Durchsatz, Stabilität der Entwicklung, »Vorzeigbarkeit«, Anpassungsfähigkeit

+ zusätzliche Qualitätsmaßstäbe aus Sicht der Entwickler - Entwickler-Dokumentation, Verständlichkeit, Einfachheit, Einheitlichkeit (nach Standards), Modularität (ADT, oo), (Wieder-) Testbarkeit, Änderbarkeit, Erweiterungsfähigkeit, Portabilität

+ Entwurf & Implementierung der Programmstrukturen aus einem Guß (keine Umstrukturierung!)

+ Testbarkeit optimal: Schrittweise integrierbare Bausteine: topdown & bottomup

natürlich Sprachen- und Betriebssystem-

unabhängig


Einschub: oo-Entwurf, UML, UseCases

• Sind alle SW-A-Prinzipien gewährleistet?• Gibt es eine vorher definierte Datenstruktur?• »Persistenz« ist beinahe ein Sonderfall.• Frühere Redeweise: »…Operationen auf die Datenstruktur«• Wie wird ein UML-Entwurf in eine (bitte sehr: nichttriviale)

Programm- und Systemstruktur umgesetzt?• »oo-Dynamik« (Methoden) auf Kosten der DB-Statik (Views)• Vernachlässigung von Schichten oder gar Massendaten-

Verarbeitung• »Gruppenwechsel-Batch« ist sowieso meist unbekannt…

… oder völlig unterschätzt!


5 Schichten und strenge Modularisierung…

(2) E/A - »logische Masken« / Client

Anwender-Dialoge

(3) Funktionen: E/A-Steuerung, (Batch?),Dienste, Ablauflogik, Algorithmen Verarbeitungen

(4) Broker • View Manager • »Sicht-Knechte«

Objekt-Funktionen

(1) Individuelle graphische Oberfläche (GUI)

evtl. auch im evtl. auch im I…NetI…Net

(5) DB-Zugriffe / Server / Batch }}

1. Programm ist aktiv

2. GUI-neutrale Aufbereitung der DIALOG-Schnittstelle

3. Präsentation und Eingabe

4. Logische Datenzugriffe

5. Physische Datenzugriffe

…in der Theorie & etwas idealisiert

… die wäre auch wichtig

}}… eigentlich

die wichtigste Trennlinie

DataDataContainerContainer


in der PRAXIS aber

Algorithmen

DialogeAblauf-

Steuerung Daten-Aufbereitung

DB-Zugriffe

Batch-Verarbeitung

AlgorithmenInnerhalb der …

findet die … … statt!

egal, ob …

… oo-orientierterEntwurf …

… oder frei (Spaghetti-)

Schnauze

Je größer das System

desto schlimmer.


Also: „neues“ SW-Architekturkonzept (1)

für:AM = Algorithmen-Modul

VM = View Manager (Broker)

DM = Dienstmodul (Batch.GW)

VB = Standard-Verbindungs-Bereichfür alle Module (vereinfacht:)

AB = Individueller Anwender-Bereichje Modul (beliebiger Struktur)

Sender-Einträge• Sender• Empfänger• Selektor (»Methode« – unterteilt)• Betrachtungs-Datum• Sprachcode• Autorisierung• zum Dienstmodul A (Anfang)• zum Dienstmodul H (Haupt *)• zum Dienstmodul E (Ende)• TraceLevel• Sendezeitpunkt

Empfänger-Einträge• Empfänger-Zeitpunkt• Returncode (nach Standardtabelle)• Fehler-Information• zum Fehlermodul (hochzureichen)

AM: beliebiger Modul, auch Objekt, der irgendwelche Leistungen vollbringt, als Sammlung beliebiger Methoden zu einem »Thema«, aber ohne Zugriff auf eine persistente Datenstruktur; er kann VMs benutzen.

VM = View Manager, Broker, Maklermodul: verwaltet einen definierten Teil der Datenstruktur, empfängt einzelne Views (von oben) für die Ausgabe und liefert sie einzeln (nach oben) an die aufrufende Instanz … & ruft für die Batch-Verarbeitung (mindestens) einen DM auf, dessen Name und Selektor von der rufenden Instanz zur Objektzeit bestimmt wird – bei Bedarf, also fast immer, mit GW-Analysator.

DM: mit maximal 98 Gruppenstufen (reicht garantiert) hat jeder Dienstmodul dieselbe Gruppenwechsel-Ablauflogik (GW), und der Programmierer hat einzig und allein – welches die Kunst ausmacht – Unterprogramme für Anfangs- und Enderoutinen auf den Hierarchiestufen und die Einzelverarbeitung zu schreiben.

MODUL


Beispiel eSQLSELECT …FROM …WHERE …

( immer wieder dieselben oder nur ganz ähnliche Formulierungen überall )

Und nun hier

mitten drin

jeweils

viele Zeilen

individueller,

eingebetteter

Verarbeitung

der gerade

aktivierten

View-Menge (Set)

bis zum

END SELECT

Ja, Himmel, Zwirn &

Wolkenbruch, da kann doch

nicht jedermit seinen

SELECTs (FINDs)in der Datenbank

herum-fuhrwerken !!!

Das ist anti-

objekt-orientiert.


View Manager !View Manager !View Manager !

Einschub zur Erläuterung:eine einfache Struktur

Teil derDatenbank

View

Manager

2) View Manager vermittelt

mögliche Dienstmodule

1) Anwenderprogramm will auf Datenbank zugreifen

blau:Datenfluß

akuterDienstmodul

3) Einer der möglichen Dienstmodule wird ausgewählt und verarbeitet eine Datenmenge (batch)

View Manager !Anwender-Programm

Anwender-Logik

Broker-Logik


Neues SW-Architekturkonzept (2)

AM.17

AM.91

VM.03

DM.69

DM.68VM.08 DM.68

DM.67

DM.66

DM.65

DM.69

… ist aufgerufen

… ruft auf:

… ruft auf:

… greift aufView zu,z.B. WRITE

… ruft nun auf:

Die warten

auf Beschäftigung

… SELECTund dynamischeBindung (…“greift sich einen“)

Zwischen SELECTund END SELECTViele Zugriffe und Aufrufe …druckt Listen

… mausklick …

Die Die

DienstmoduleDienstmodule

stammenstammen

aus deraus der

Schicht-3,Schicht-3,

aberaber

werdenwerden

(zwangsläufig)(zwangsläufig)

in derin der

Schicht-5Schicht-5

(SERVER!)(SERVER!)

eingesetzt.eingesetzt.


Neues SW-Architekturkonzept (3)anderes Beispiel

AM.92

VM.05 DM.67

… ruft nun auf:… SELECT

und dynamischeBindung

Zwischen SELECTund END SELECTViele Zugriffe und Aufrufe

…druckt „View-für-View“ Listen nach dem GRUPPENWECHSEL-Schema

… mausklick …

…und bucht o.ä.

VM.07

… ruft auf:

… greift aufeinzelne Views zu,z.B. WRITE

Diese Technik Diese Technik ist nicht ist nicht

selbstverständlich.selbstverständlich.


.Dynamische Bindung …… der Dienstmodule, u.a. für GW-Batchverarbeitung im Server

MODUL

Diese Technik Diese Technik ist nicht ist nicht

selbstverständlich.selbstverständlich.


Was ist das?eine neuartigeTechnik derProgramm-Montage …

fürkonventionelleProgrammier-Sprachen, …

…wie etwaCOBOL / C(++) /

JAVA/ Natural /…

…miteingebetter DB-Zugriffssprache

(eSQL / Natural /…)

…&neues

Modularisierungs-Konzept

… aberdennochstreng

objektorientiert

View Manager,Broker,

Makler-Module

ohneoo-Sprache (also:SMALLTAL K o.ä.)

Schichtenprinzip –ohne praktischeKompromisse •(Client-)/Server-

fähig

… allgemeingültigzu implementieren(aktives Interfaceverborgen)

leicht zuimplementieren,

einfach einsetzbar

Auch BATCH-Verarbeitung

durch Broker (!!!)

…wenn sie einfach einzusetzen ist…


im Netz: Übergabe der VB + AB

VM.08DM.68

SERVER

Clientsmit Proxies

VM.08-Stub

VM.03

VM.03-Stub

Object Request Broker

CORBA läßt grüßen


betr. C) Mittel und Methoden

• Die umfaßt:

Broschüre: UVMT – Theorie und Praxis (Manual) UVMT-Einführungsseminar Definition der Standardschnittstelle mit Erläuterung UVMT-Montage-Prozeduren = simpler Aufruf, starke Leistung Standard- und Muster-Module (Listen und Sourcetextdatei) in einer Host-

Sprache (Natural, Cobol, C, Java, …) Ablauffähiges Musterbau-System in der Host-Sprache Einführungsberatung (Entwurf und Betreuung beim Pilotprojekt) Review und Erfahrungs-Auswertung nach dem Pilotprojekt

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unsere unsere 88LeistungenLeistungen


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