Arquitetura de software e Frameworks

Frameworks Frameworks orientados aorientados a

objetosobjetos

Por Sergio Crespo

© 2010 © 2010 Prof. D.Sc. Sérgio Crespo email:[email protected]. D.Sc. Sérgio Crespo email:[email protected]

Frameworks

O que é um Framework??? “Um framework é um conjunto de classes que constitui

um design abstrato para soluções de uma família de problemas” - Johnson e Foote - 1988

“Um framework é um conjunto de objetos que colaboram com o objetivo de cumprir um conjunto de responsabilidades para uma aplicação ou um domínio de um subsistema.” - Johnson -1991

“Uma arquitetura desenvolvida com o objetivo de se obter a máxima reutilização, representada como um conjunto de classes abstratas e concretas, com grande potencial de especialização.” - Mattsson - 1996


Frameworks

Particularização 1Particularização 2

Particularização n...

hotspot

Kernel

Framework


hotspothotspot

Framework


Framework hotspots


Input_Data

GetData(…)SetData(…)

Sort_Data

Sort_Proc(…)Show_Vect(…)

Sort_Proc--Bolha--Quick-sort--etc...

hotspot


Frameworks

Framework vs outras abordagens Design pattern orientado a objeto. Linguagem de pattern. Biblioteca de classes. Uma aplicação orientada a objetos.


Frameworks

Design Pattern orientado a objeto

Design patterns são mais abstratos do que um framework.

Design patterns possuem uma arquitetura menor do que um framework. Um framework pode conter vários Patterns, no entanto o oposto não se aplica.

Frameworks são mais especializados do que patterns. Frameworks estão sempre relacionados a um domíno de aplicação, enquanto patterns são mais genéricos e podem ser aplicados em vários domínios de aplicação.

[Mattsson - 1996]


Frameworks

Linguagem de pattern

Descreve como fazer um design, enquanto um framework é o próprio design.

Complementam frameworks desde que ensinem aos projetistas como utilizá-lo e a descrever porque ele foi projetado desta maneira.

[Mattsson - 1996]


Frameworks

Biblioteca de classes São um conjunto de classes relacionadas que tem

funcionalidades de propósitos gerais Suas classes não são relacionadas a um domínio

de aplicação específica, como no caso de classes de um framework.

A diferença é o grau de reutilização e o seu impacto na arquitetura da aplicação.

Uma classe da uma biblioteca é reutilizada sozinha, enquanto uma classe de um framework é reutilizada juntamente com as outras em uma instanciação.

[Mattsson - 1996]


Frameworks

Uma aplicação orientada a objeto Descreve a execução um programa que atende a

todos os requisitos de uma especificação. Um framework captura as funcionalidades de

diversas aplicações no domínio, mas não é executável, já que não cobre o comportamento de uma aplicação específica.

[Mattsson - 1996]


Análise Design Aplicação

Análise dodomínio

Frameworkdesign Aplicação 1

Aplicação 2

Aplicação n

................

Desenvolvimento tradicional orientado a objetos

Desenvolvimento de aplicações baseado em frameworksO processo de desenvolvimento de um framework é mais difícil e trabalhoso, já que estudase agora soluções para um conjunto de problemas de um determinado domínio. Na análise do domínio, observase as caracteristicas comuns das diversas aplicações.Desenvolvese o framework e as diversas aplicações serão feitas a partir da instanciação do framework.

processo de desenvolvimento

Frameworks


Frameworks

Caracterização quanto ao Uso Um framework

orientado a objetos pode ser usado de duas formas:

Derivando se as classes do framework. ( architecture-driven ou inheritance-focused ou white box )

Combinado classes existentes. ( data-driven ou composition-focused ou black box ).


Frameworks

Diretrizes de desenvolvimentoExiste um pequeno número de diretrizes para o desenvolvimento de

framework.

Uma das mais importantes que se deve ter em mente quando se está desenvolvendo um framework é como criar a interação entre o framework e o seu usuário, de maneira que a sua instanciação seja feita sem muito esforço.

O foco deverá estar em como o usuário interaje com o framework. Quando o usuário for desenvolver uma aplicação instanciando o framework, é necessário determinar quais os passos que serão realizados pelo framework e quais serão realizados pelo usuário.


Frameworks

Diretrizes de desenvolvimento É importante identificar quais as classes e operações

do framework que o usuário terá que utilizar. A quantidade de código escrita deverá ser reduzida a um mínimo, e isto é possível pelos seguintes motivos:

Implementações concretas do framework que poderão ser utilizadas sem nenhuma modificação.

O número de classes que devem ser derivadas devem ser reduzidas ao menor número possível.


Como instanciar um framework

Formas de se instanciar um framework.

Conectando componentes já existentes reutiliza a interface do framework reutiliza regras para a conexão dos componentes

Criando novas sub-classes concretas as sub-classes são bem acopladas a super-classe é necessário ter um maior conhecimento das classes

abstratas


Frameworks

Como Utilizar

X

Utilização X X X

Manutenção X X X

Propósito do Framework

Aplicações de Exemplo

Decisão de Uso

Público X Documentação

Documentação de Frameworks


Frameworks - exemplos

ET++ UniDraw HotDraw


ET++ Framework

ET++: A Portable Application Framework

André WeinandErich Gamma

ET++ is a portable application framework, used to make platform-independent GUI-based application programs, at The University of Illinois at Urbana-Champaign.

http://www.uiuc.edu/


ET++ Framework - Arquitetura


ET++ Framework – exemplo1


Unidraw Framework

Unidraw: a framework for building domainspecific graphical editors

John Vlissides / IBM

Unidraw é um framework C++ para a criação de editores gráficos customizáveis que usa a bliblioteca IterViews.

http://www.vectaport.com/pub/doc/unidraw.ps


O que é o UnidrawO que é o Unidraw

Unidraw é um framework para a criação de editores gráficos orientados a objetos para domínios como desenho técnico e artístico, composição de músicas e design de circuitos eletrônicos.

A arquitetura Unidraw simplifica a construção desses editores provendo níveis de abstrações que são comuns aos vários domínios.


Objetivos básicos do Unidraw

O uso do framework Unidraw busca alcançar os três pontos básicos a seguir : Dá suporte a uma variedade de editores de objetos gráficos

para vários domínios; Diminui significativamente o tempo para desenvolver um

editor específico comparado com uma implementação especialista (voltada especificamente para um determinado domínio);

Pode ser usado para criar editores standalone com performance e utilidade comparáveis àqueles desenvolvidos especificamente.


Abstrações do Unidraw

Unidraw define quatro abstrações básicas : Componentes (components) : encapsulam a aparência e

a semântica dos objetos de um domínio; Ferramentas (tools) : provêm a manipulação direta dos

componentes; Comandos (commands) : definem as operações dos

componentes e objetos; Representação externa (external representation) : define

como será o arquivo de saída gerado pelo editor.


UniDraw Framework


Unidraw – exemplo 1


HotDraw Framework


HotDraw Framework

HotDraw is a two-dimensional graphics framework for structured drawing editors that is written in VisualWorks Smalltalk. It has been used to create many different editors from CASE tools to a HyperCard clone. You can easily create new figures and special manipulation tools for your drawings. Unlike many other drawing editors, HotDraw drawings can be animated.

http://st-www.cs.uiuc.edu/users/brant/HotDraw/


HotDraw Framework


HotPaint - HotDraw

The HotPaint program is a simple painting program. This program shows how to create new figures, as well as, how to create new tools.


DrawingInspector - Hotdraw

The DrawingInspector program is a visual inspector for Smalltalk. Objects in Smalltalk are represented by figures, and references between objects are represented by directed lines.


MovingDrawing - HotDraw

The MovingDrawing program is a simple animated program. You can draw rectangles. The rectangles move closer to each other until they come together in some central location. This program can be useful to learn how to animate drawings.


NetworkEditor - HotDraw

The NetworkEditor program uses animation to solve the nbody problem. You specify the nodes and the weights between the nodes in the bottom part of the window, and the top part displays the nodes. The editor also allows you to move the nodes if they reach a stable but unoptimal positioning.


ObjectWorld - HotDraw

The ObjectWorld program can be used for teaching some Smalltalk basics. You can draw figures in the bottom of the window, and animate them by entering Smalltalk commands in the top part of the window.


PERTChart - HotDraw

The PERTChart program allows you to create and edit PERT charts. You can create new PERT figures and specify their name and start date. Their ending date will be automatically computed.

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