Подходы к документированию архитектуры программного обеспечения

Архитектурные концепции и методики Microsoft

Лидеры рынка информационных технологий, компании, которые во многом определяют и формируют архитектуры современных программных продуктов (Microsoft, IBM, SAP и пр.), занимаются созданием собственных методик разработки архитектуры информационных систем. Во многом это является не просто дорогой прихотью, а их обязанностью. Это следует из того, что "линейка" информационных продуктов, предлагаемых обозначенными компаниями-гигантами, покрывает подавляющую часть комплексной архитектуры предприятия. Поэтому компаниям, которые склоняются в сторону выбора решений предлагаемых технологий, необходимы адекватные практические рекомендации, подкрепленные на практике успешным опытом использования.

Наиболее популярным подходом к разработке архитектуры информационных систем и созданию релевантной технологической инфраструктуры являются группы методов, разработанных компанией Microsoft. При создании своих методик в компании Microsoft были выделены четыре основных объекта рассмотрения:

• Бизнес-архитектура

  Рассматриваются, преимущественно, процессные бизнес аспекты определенной компании.
• Архитектура информации

  Описываются и изучаются характеристики и необходимая структура организации работ с данными.
• Программные продукты

  В этом разделе представлены информационные системы с помощью которых выполняется автоматизация и оптимизация бизнес процессов предприятия.
• Технологическая архитектура

  Приведено описание необходимых физических аппаратных средств и схемы их логического взаимодействия.

Обозначенные представления, как и в большинстве рассмотренных нами методов, рассматриваются на различных уровнях понимания (концептуальном, логическом и физическом). В архитектурных концепциях Microsoft так же выделяют и описывают задачи связанные с разработкой прикладных систем, организацией процессов эксплуатации технологической инфраструктуры и создания соответствующих архитектурных шаблонов, которые могут использоваться при проектировании и разработке архитектуры программных продуктов.

Собственно выделяют следующие методики, каждая из которых отвечает на определенный тип вопросов и решает соответствующие им задачи:

• Microsoft Solutions Framework (MSF)

  Как создавать программные продукты?
• Microsoft Operations Framework (MOF)

  Как эксплуатировать технологическую инфраструктуру?
• Microsoft Systems Architecture (MSA)

  Как правильно создавать технологическую инфраструктуру?
• Microsoft Solutions for Management (MSM)

  Как правильно создавать процессы управления технологической инфраструктурой?

Методики MSF и MSA представляют ответы на вопросы о процессах разработки архитектуры программных продуктов и инфраструктуры. Методики MOF и MSM описывают аспекты управления и эксплуатации технологической инфраструктуры и программных продуктов. Также необходимо иметь в виду, что все методики взаимосвязаны и дополняют друг друга с точки зрения комплексности представления архитектуры программного продукта конкретного предприятия, но нацелены на различные фазы жизненного цикла ИТ-решений.

Собственно, методики Microsoft сфокусированы на системном уровне архитектуры программных продуктов и обеспечивающей их технологической инфраструктуры. Каждая методика имеет своей целью реализацию определенной модели, которая должна представлять архитектуру на определенном уровне восприятия с включением концептуального, логического и физического представлений системы.

Традиционно компанией Microsoft выделена пара типов руководств и обеспечивающих методик, задача которых заключается в оптимизации процессов разработки необходимых моделей при максимальновозможной минимизации рисков.

Один из типов руководств описывает подходы к архитектурному проектированию. Оно обеспечивает:

• Выработку общего понимания и соглашение о признанном языке описания архитектуры;
• Общие руководства по применению узконаправленных концепций;
• Указания на использование концепций на практике в форме конкретных технологий, стандартов, регламентов и т.д.

Другой тип руководств, назначение которого имеет более широкие рамки применения в процессах разработки и проектирования - архитектурные шаблоны. Этот тип документа основан сугубо на успешном практическом опыте большого количества реализованных проектов создания программных продуктов на основе приведенных выше методик и представляет собой определенного вида архитектурный шаблон. Они содержат лучшие практики проектирования информационных систем и средства по минимизации возникающих рисков.

Эти документы – архитектурные концепции и шаблоны – должны использоваться на различных уровнях проектирования архитектуры программных продуктов.

Другие архитектурные методики

Выше мы осветили основные архитектурные методики, которые распространены и успешно применяются при разработке программных продуктов, но это не полный список. Существует множество других методик, которые не так распространены, но находят применение в практической деятельности.

TEAF

Архитектура Казначейства США. Она создана на основе уже рассматриваемой нами методики FEAF, но отличие состоит в более глубинной специфической проработке. Причина этого – предназначение для использования в определенной организации. В состав TEAF включены шаблоны документов для большинства рассматриваемых предметных областей.

RM-ODP

В основе справочной модели открытых распределенных вычислений (RM-ODP – Reference model of open distributed processing), находятся принципы анализа информационной системы под углом зрения на разные представления реализации системы и объектно-ориентированная парадигма разработки программных продуктов. Эта методика применяется при описании архитектуры электронного правительства Германии.

В этой модели ключевыми атрибутами являются системные представления разрабатываемой модели, функции и средства обеспечения прозрачности распространения.

Модель определяет пять основных представлений:

• Корпоративное представление - описывает цели, рамки работ, процессы, связанные с созданием программных продуктов.
• Информационное представление - описывает необходимую для создания программного продукта модель данных.
• Вычислительное представление - описывает декомпозицию прикладной системы на функциональные модули и необходимые для них интерфейсы взаимодействия.
• Проектировочное представление - описывает распределение отдельных элементов системы по физическим узлам и связи между ними.
• Технологическое представление - описывает технологии, используемые для создания программных продуктов.

Кроме представлений, RM-ODP содержит описание следующих функций:

• Управление

  Функция управления определяет то, как системой управляют, начиная с уровня узлов (серверов) и вплоть до программных объектов, которые выполняются на конкретных узлах.
• Координация

  Функция координации детализирует вопросы взаимосвязи событий в системе.
• Репозиторий

  Функция репозитория описывает, как информация организована и хранится.
• Безопасность

  Функция безопасности описывает вопросы управления безопасностью в системе, а также методы авторизации доступа, обеспечения целостности, аудита, управления правами доступа.

Под средствами прозрачности в модели RM-ODP понимается технология обеспечения ясности, однозначности и понятности разрабатываемых функциональных, не функциональных и прочих характеристик программного продукта и его архитектуры.

В архитектурной модели RM-ODP выделено девять средств обеспечения прозрачности:

• Прозрачность распространения;
• Прозрачность доступа;
• Прозрачность сбоев;
• Прозрачность местоположения;
• Прозрачность миграции;
• Прозрачность сохранения;
• Прозрачность перераспределения;
• Прозрачность репликации;
• Прозрачность транзакций.

RM-ODP является достаточно интересной и эффективной моделью проектирования, но при этом нельзя сказать, что она обладает какими-то уникальными конкурентными преимуществами по сравнению с уже рассмотренной моделью Захмана или методиками Microsoft, что ставит под сомнение ее дальнейшее развитие и распространение, по крайней мере, на территории РФ.

CAFCR

Последней методикой описания архитектуры, которую мы хотим рассмотреть сегодня, является модель CAFCR , разработанная для удовлетворения потребностей компании Philips. Формально, CAFCR относится не к специфическим моделям архитектуры предприятия и предназначается для разработки определенных архитектур программных продуктов. К примеру, можно упомянуть, что рассматриваемая методика применяется при реализации глобальных систем управления автомобильным движением.

Аббревиатура СAFCR образована из названий пяти основных представлений данной модели;

• Customer objectives – Задачи заказчика;
• Application – Приложения;
• Functional – Функциональность;
• Conceptual – Концепция;
• Realization – Реализация.

Пара "верхних" представлений помогают найти ответы на вопрос "зачем создается система?". Функциональное представление описывает, "что должна система выполнять?".

Не функциональные требования к разрабатываемому программному продукту также отображены в этом виде представления и должны быть описаны в достаточном и необходимом объеме. Предпоследнее представление отвечает на вопрос "как должно осуществляться функционирование системы?" и является средством общения со спонсорами и бизнес стэйкхолдерами разрабатываемой архитектуры программного продукта. Последнее представление должно подробно описывать реализацию информационной системы. Главной задачей системного архитектора, взявшегося за разработку архитектуры по модели СAFCR является создание гармоничной, эффективной и согласованной системы, которая должна решать следующие задачи:

• Быть ценной для стэйкхолдеров с точки зрения подтверждения их ожиданий;
• Быть технически реализуемой;
• Быть оптимальной и доступной по затратам для реализации, совершенствования и развития.

Отметим, что рассмотренный нами список методик и моделей, безусловно, не полный, но самые значительные и современные мы отразили. Выбор конкретной методики зависит от ряда объективных и множества субъективных факторов, но умение специалиста эффективно адаптироваться и ориентироваться в конкретном окружении отличие зрелого архитектора от новичка.