Harkat alkavat ensi viikolla Vierailuluentoaohar/materiaali2016/luento02_johdanto.pdf · 2016-01-16 · Sprint Backlog Product Backlog Sprint Backlog Potentially shippable product

Yleisiä asioita

• Harkat alkavat ensi viikolla

• Vierailuluentoa

– Ensi viikon perjantaina, Janne Viitala,

Sandvik

• Slackin #luennot-kanava taas käytössä

Ohjelmistoarkkitehtuurit 2016 1

1 Johdanto

2

1.1 Mikä on ohjelmistoarkkitehtuuri?

1.2 Ohjelmistoarkkitehtuuri ja laatuvaatimukset

1.3 Katsaus ohjelmistotuotannon kehittymiseen

1.4 Miksi ohjelmistoarkkitehtuuri on tärkeä

1.5 Ohjelmistoarkkitehtuuri ja ohjelmistokehitysprosessi

1.6 Ohjelmistoarkkitehtuuri ja organisaatio

1.7 Ohjelmiston osittaminen

1.8 Toteutusalustan arkkitehtuuri

1.9 Yhteenvetoa

Ohjelmistoarkkitehtuurit 2016

1.3 Katsaus

ohjelmistotuotannon

kehittymiseen

Ohjelmointi

4

Vaatimukset

Ohjelma

Ohjelmointikieli

”Programming-in-the-small”

Ongelma: Ohjelmointikielen

hallinta

Ratkaisu: OhjelmointiympäristötVaatimusten

toteutus

ohjelmointikielellä


Järjestelmäkehitys

5

Vaatimukset Ohjelmointikieli

”Programming-in-the-large”

Ongelma: Riippuvuuksien

hallinta

Ratkaisu: Arkkitehtuuri

KomponentKomponentKomponentKomponentti


Ohjelmistotuotanto

6


”Programming-in-the-many”

Ongelma: Ihmisten hallinta

Ratkaisu: Prosessi


Prosessi


Hajautetut järjestelmät

7


Ongelma: Järjestelmän hajautta-

minen, rinnakkaisuus



Prosessi

Rinnakkaiset

laitealustat


Mallipohjainen

ohjelmistotuotanto

8


”Model-driven development”

Ongelma: Monimutkaisuuden

hallinta

Ratkaisu: Abstraktio,

mallintaminen, arkkitehtuuri

malli

malli

malli



Model-Driven Development (MDD)

9

Bran Selic


Tuoteperheet

10

Vaatimukset

Ongelma: Muunneltavuuden hallinta

Ratkaisu: Arkkitehtuuri + prosessi

malli

malli

malli


OhjelmointikieliOhjelmointi-

alusta

Vaatimukset


Globaali ohjelmistokehitys

11

Ongelma: Työn hajauttaminen

Ratkaisu: Arkkitehtuuri + prosessi

malli

malli

malli



alusta

VaatimuksetVaatimukset


Palvelut

12

Ongelma: Integrointi liike-

toimintaan


(palvelupohjainen arkkitehtuuri)

malli

malli

malli



alusta

Liiketoiminta-

palvelut



Ohjelmistotuotanto tänään

13

malli

malli

malli



alusta

Ohjelmistoarkkitehtuuri on avain

- komponentien välisten suhteiden

hallintaan

- järjestelmien monimutkaisuuden

hallintaan

- ohjelmistojen muunneltavuuden

hallintaan

- ohjelmistokehityksen ja laskennan

hajauttamiseen

- liiketoimintaintegrointiin

Liiketoiminta-

palvelut



Taloussanomat

2.9.2005

14Ohjelmistoarkkitehtuurit 2016

http://www.talouselama.fi/kumppaniblogit/tieto/hyv

at-tulokset-edellyttavat-etta-it-ymmartaa-

liiketoimintaa-3362373

Talouselämä 21.8.2014

Kairos Future of Business -tutkimus

”Ketterä lähestymistapa ei kuitenkaan vähennä

arkkitehtuurin tarvetta ohjelmistokehityksessä.

Laadukkaan ohjelmistoarkkitehtuurin rooli

päinvastoin korostuu yhä enemmän.”

” Kun vähintään 80 prosenttia

arkkitehtuurisuunnitelmista toteutuu ja projektit

pannaan täytäntöön seuraavien 3 – 12 kuukauden

aikana, on tilanne usein hyvä.”

http://pages.tieto.com/Business-and-IT-

transformation.html?utm_source=tieto.com&utm_medium=link&

utm_campaign=transformation%20research

http://www.talouselama.fi/kumppaniblogit/tieto/hyvat-tulokset-edellyttavat-etta-it-ymmartaa-liiketoimintaa-3362373

http://pages.tieto.com/Business-and-IT-transformation.html?utm_source=tieto.com&utm_medium=link&utm_campaign=transformation research

Kysyttävää?

Miksi

ohjelmistoarkkitehtuuri on

tärkeä?


Miksi

ohjelmistoarkkitehtuuri on

tärkeä?

•Tarjoaa abstraktiotason, jolla monet keskeiset järjestelmän

kehittämiseen liittyvät ongelmat ratkaistaan

•Keskeinen kommunikoinnin väline ohjelmiston elinkaaren

aikana: määrittelee ja nimeää järjestelmän keskeiset osat,

ratkaisut, käsitteet

•Arkkitehtuuri antaa rajat ja helpottaa (tai tekee

mahdolliseksi) järjestelmän rakentamista, testausta,

ylläpitoa ja uudelleenkäyttöä

•Ensimmäinen analysoitavissa oleva järjestelmän

esitysmuoto: järjestelmää voidaan “testata” ennen

toteutusta


AEON Center (Carrara-marmorin korvaaminen

80 000 000 $ refaktorointi)

Mitä seurauksia

epäonnistuuneella

ohjelmistoarkkitehtuurilla on?

Epäonnistuneen

ohjelmistoarkkitehtuurin

seurauksia

• järjestelmää ei pystytä toteuttamaan

• järjestelmä ei valmistu suunnitellussa ajassa

• järjestelmä ei skaalaudu

• järjestelmä on tehoton

• järjestelmää on vaikea testata

• järjestelmää on vaikea ylläpitää

• järjestelmää ei pystytä uudelleenkäyttämään

• järjestelmää ei pystytä siirtämään toiseen ympäristöön


Syitä epäonnistuneeseen

arkkitehtuuriin

22

- huono kommunikaatio

- arkkitehtuurin kannalta olennaisia

vaatimuksia ei ole otettu huomioon

- arkkitehti on kokematon tai

heikkotahtoinen

- johdolta tuleva painostus

- kehitysprosessi ei tue

arkkitehtuuria

- arkkitehdiltä puuttuu kohdealueen

tuntemus

- muita?


• Vasa-laivan tapauksessa laivan vakautta testattiin, ja tulos oli katastrofi, mutta

asia peiteltiin ja projektia jatkettiin, koska homma piti saada valmiiksi

• Kuninkaan vaatimus tykkimäärästä ei mahtunut yhteen kanteen, joten laivasta piti

tehdä kiireessä kaksikantinen

• Kiire, painostus

• Ristiriitaiset vaatimukset, nopeus, uusi teknologia, näyttävyys, mahtipontisuus,

näyttävyys vs. käytännöllisyys

• Suunnittelija ei ollut koskaan moisia tehnyt

• Painopiste liian ylhäällä, tykkikannet liian korkealla

• Tukirakenteet liian paksuja ja niitä liikaa

• Kansien korkeus turhan iso painopiste nousi

• Epäsymmetrisyys, eri mittayksikköjen käyttö

Anna esimerkki

ohjelmistoarkkitehtuurin tai

suunnittelun takia

epäonnistuneesta

projektista


Kun ohjelmistoarkkitehtuuri

menee pieleen


http://www.artechra.com/media/speaking/2008/JAOO20

08-Top10Mistakes.pdf

http://www.cse.psu.edu/~gxt29/bug/softwarebug.html

USS Yorktown - arkkitehtuurissa puutteita, päälle inhimillinen virhe

Ajoneuvoliikenteein rekisteri (PALKO) – aloitettiin 1999 päätökseen 2013 10+ vuotta myöhässä

Greyhound Lines ”Trips” (lippujenvaraus) – lentolippujenvarausjärjestelmän pohjalta kehitelty

epäonnistuminen

http://business.baylor.edu/Charles_Davis/courses/acc5

317/articles/toms1094.htm

http://www.artechra.com/media/speaking/2008/JAOO2008-Top10Mistakes.pdf

http://www.cse.psu.edu/~gxt29/bug/softwarebug.html

http://business.baylor.edu/Charles_Davis/courses/acc5317/articles/toms1094.htm

Kysyttävää?

Ohjelmistoarkkitehtuuri ja

ohjelmistokehitysprosessi

Arkkitehtuurin kehittäminen

27

Arkkitehtuurin kannalta merkittävät vaatimukset

Alustava

arkkitehtuuriVaatimus-

analyysi

Arkkitehtuurin

arviointi

Alustava

arkkitehtuuri-

suunnittelu

Laatu-

vaatimuksen

huomiointi

Keskeiset

toiminnalliset

vaatimukset

Laatu-

vaatimukset

Arkkitehtuuri

Kaikki

käsitelty

ei

OK

Toissijaiset

toiminnalliset

vaatimukset

Inkrementaalisuus, agile:

pienin toteutettavissa oleva

arkkitehtuuri -> toteutus

Rajoitteet

Yksityiskohtainen

suunnittelu

OK

Yleisten ratkaisu-

mallien

soveltaminen

Arkkitehtuuri-

muunnos

Ympäristö-

vaatimukset


Arkkitehtuurin kannalta merkittävät

vaatimukset

28

• Keskeiset toiminnalliset vaatimukset (mitä järjestelmä tekee)

- Usein lähtökohta arkkitehtuurin suunnittelulle

• Laatuvaatimukset (miten tehdään) vaikuttavat tyypillisesti

olennaisesti arkkitehtuuriin (“ei-toiminnalliset vaatimukset”)

- Esim. suorituskyky, muunneltavuus, skaalautuvuus, hinta, ylläpidettävyys, siirrettävyys, uudelleenkäytettävyys jne.

• Kehitysympäristövaatimukset

- Järjestelmä on pystyttävä järkevästi kehittämään tietyssäorganisaatiossa (esim. hajautettu kehitys)

• Suoritusympäristövaatimukset

- Esim. sulautetun järjestelmän laiteympäristö

• Rajoitteet

- Esim. tietyn teknologian sanelemat

Ympäristö-

vaatimukset


Laatuvaatimusten yhteentörmäys

29

AsiakasJohto

Kustannus,

resurssitarveMarkkinointi

Piirrerunsaus,

nopeasti saatavilla,

yhteensopivuus

Loppukäyttäjä

Suorituskyky, luotettavuus,

käytettävyys

Ylläpitäjä

Muunneltavuus,

testattavuus

Hinta, vakaus,

toimitusvarmuus,

Arkkitehti


Arkkitehtuurin arviointi

30

• Monet ohjelmiston laatuominaisuudet olisivat pääteltävissä

jo arkkitehtuurikuvauksesta(esim. tiukka kerrosarkkitehtuuri -> suorituskykyongelmat)

• Arkkitehtuurin arviointi = laatuvaatimusten tarkennus +

arkkitehtuurin arviointi tarkennettuja laatuvaatimuksia

vasten(esim. ATAM)

• Arkkitehtuurin arviointi on ohjelmiston testaamista sen

ensimmäisen täsmällisen kuvauksen perusteella


Arkkitehtuurin kehittäminen


Tehdään arkkitehtuuri ensin

up-front

Sprint

Backlog

Product

Backlog

Sprint

Backlog

Potentially

shippable

product

increment

Analysis

Sprint

Backlog

Delivered

product

Potentially

shippable

product

increment

Sprint

Sprint

Sprint

Sprint retrospective

Sprint review

2-4 weeks

2-4 weeks

Architecture

design

Architecture

design


Sprint 0

Sprint

Backlog

Product

Backlog

Sprint

0

Sprint

0

Architecture,

development

environment,

etc..

Analysis

Sprint

Backlog

Delivered

product

Potentially

shippable

product

increment

Sprint

Sprint

Sprint


Sprint review

2-4 weeks

2-4 weeks


Arkkitehtuuri sprinteissä

Sprint

Backlog

Product

Backlog

Sprint

Backlog

Potentially

shippable

product

increment

Analysis

Sprint

Backlog

Delivered

product

Potentially

shippable

product

increment

Sprint

Sprint

Architecture

design

Architecture

design


Sprint review

2-4 weeks

2-4 weeks

Sprint

Architecture

design

Architecture

design

Architecture

design

Architecture

design


Erillinen arkkitehtuuritiimi

Sprint

Backlog

Product

Backlog

Sprint

Backlog

Potentially

shippable

product

increment

Analysis

Sprint

Backlog

Delivered

product

Potentially

shippable

product

increment

Sprint

Sprint

Sprint


Sprint review

2-4 weeks

2-4 weeks

Architecture

team

Architecture

teamXOR


Kanban ja arkkitehtuuri…

• https://scalingsoftwareagility.wordpress.com/2010/03/05/an-agile-architectural-epic-kanban-system-part-2-%E2%80%93-the-model/


https://scalingsoftwareagility.wordpress.com/2010/03/05/an-agile-architectural-epic-kanban-system-part-2-%E2%80%93-the-model/

Vaatimukset

• Arkkitehtuurin kannalta merkittävätvaatimukset on yleensä priorisoitu- Tyypillisesti yksi tai kaksi laatuvaatimusta dominoi

arkkitehtuuria, vähemmän tärkeiden täytyy mukautua

• Vaatimusten ja arkkitehtuuriratkaisujen yhteyden säilyttäminen olennaista- Kuinka järjestelmä täyttää arkkitehtuurin kannalta merkittävät

vaatimukset, erityisesti laatuvaatimukset

• Vaatimukset muuttuvat järjestelmän elinkaaren aikana- Walking on water and developing software from

specifications are easy tasks – when both are frozen (E. Bevard)


• Architecture in Agile World, James Cooper

– http://www.slideshare.net/jamescooper/archite

cture-in-an-agile-world

• Janne Sinivirta – All hand on deck, Intro to

Agile Architechture

– https://vimeo.com/84116089


http://www.slideshare.net/jamescooper/architecture-in-an-agile-world

https://vimeo.com/84116089

Kysyttävää?

Ohjelmistoarkkitehtuuri ja

organisaatio

40

Conwayn laki: arkkitehtuurin rakenne = organisaation rakenne

ryhmä

henkilö henkilö

ali-

järjestelmä

komponentti komponentti

liiketoiminta-

yksikköjärjestelmä


Ohjelmiston osittaminen

41

Perusteena voi olla:

• toiminnallisuus

• yleisyys

• hajautus

• muutosherkkyys

• intressi, huolenaihe

(concern)

• ...huolenaihe


Koodi

LokiLoki

TurvallisuusTurvallisuus

Sessiot

Läpitunkeva toiminta

(cross-cutting concerns)

42

LokiLoki


Sessiot

Koodi

LokiLoki


Sessiot

LokiLoki


KoodiKoodi


SessiotKoodi

Aspektit

43

LokiLoki


Sessiot

Koodi TurvallisuusTurvallisuusLokiLoki

KoodiKoodi


1.8 Toteutusalustan

arkkitehtuuri

44

• Toteutusalusta pakottaa sovellukselle usein tietyn arkkitehtuurin

• Sovellus rakennetaan tämän arkkitehtuurin ehdoilla

• Sovelluskehityksen keskeinen kysymys on miten vaatimukset

saadaan toteutettua alustan tarjoamilla välineillä

Esimerkiksi:

Miten vaatimukset toteutetaan J2EE-alustalla?

Miten vaatimukset toteutetaan .NET-alustalla?

Miten vaatimukset toteutetaan Qt-alustalla?


Kehitys kulkee kohti arkkitehtuuritason

toteutusvälineitä

45

Toteutusvälineet:

Muuttujat

Aliohjelmat

Luokat

Komponentit

Alustat

Ekosysteemit

ohjelmointikieli

ohjelmistoarkkitehtuuri


Arkkitehtuuriperustainen

ohjelmointi, mitä

vaatimuksia tämä asettaa

ohjelmistoarkkitehtuurille?


Mitä vaatimuksia tämä asettaa

ohjelmistoarkkitehtuurille?

47

• geneerinen: sopiva monille sovelluksille

• tavallisen ohjelmoijan ymmärrettävissä

• kuvattu täsmällisesti ja kattavasti

• kuvattu käyttäjän (so. sovellusohjelmoijan) kannalta

Kun ohjelmistoarkkitehtuuri on osa toteutusvälineistön

kuvausta, sen tulee olla:


Yhteenvetoa

48

• Ohjelmistoarkkitehtuuri on järjestelmän keskeisiä

ratkaisuja koskeva kuvaus, joka mahdollistaa

järjestelmän hallinnan sen elinkaaren aikana

• Ohjelmistoarkkitehtuurilla ja ohjelmiston laadulla on

kiinteä yhteys: arkkitehtuuri on suuressa määrin

laatuominaisuuksien tukemista

• Ohjelmistokehityksestä on tullut arkkitehtuurikeskeistä:

monet lähestymistavat ja teknologiat perustuvat tai

liittyvät läheisesti arkkitehtuuriin


Tehtävä

Kukkia ja LVI-tekniikka Vammalassa ja

Korpilahdella myyvä yritys Keijon Kukka ja LVI on

laajentamassa toimintaansa verkkoon. Uuden

toimintamallin mukaan asiakkaat voivat tilata

Keijon Kukka ja LVIltä valmiita kukkapaketteja ja

putkiremontteja. Olette voittaneet tarjouspyynnön

ja saaneet tilauksen Keijon Kukka ja LVIn

verkkokauppasovelluksesta.

Mitkä asiat vaikuttavat järjestelmän arkkitehtuuriin?


Kysyttävää?

Documents

Harkat alkavat ensi viikolla Vierailuluentoaohar/materiaali2016/luento02_johdanto.pdf · 2016-01-16 · Sprint Backlog Product Backlog Sprint Backlog Potentially shippable product