Software Architecture

De structuur van softwaresystemen is vaak uiterst complex: zo'n systeem kan bestaan uit miljoenen regels programmacode, opgebouwd uit meerdere componenten die op verschillende manieren moeten samenwerken en moeten opereren in een gedistribueerde setting. Stringente eisen die aan dit soort systemen worden opgelegd, zoals een korte time-to-market, een extreme betrouwbaarheid en robuustheid, of harde real-time constraints, vormen uitdagingen waar al van het begin af aan rekening mee moet worden gehouden. Softwarearchitectuur is het vakgebied dat zich bezighoudt met het beschrijven en analyseren van een systeem met behulp van modellen om tegemoet te komen aan het (dikwijls tegenstrijdige) eisenpakket dat is opgesteld op basis van de zorgen en belangen van de belanghebbende partijen. Een inschattingsfout in het initiële ontwerp kan verstrekkende en desastreuze gevolgen hebben voor het succes van een softwareproject.

De cursus Software Architecture bestaat uit twee delen: een theoretisch en een praktisch gedeelte. Het theoretische gedeelte is onderverdeeld in twaalf leereenheden. De onderwerpen worden besproken aan de hand van het werkboek, een reader met artikelen, en een tekstboek. Er wordt een breed overzicht gegeven over wat softwarearchitectuur is, waarbij de nadruk ligt op modellen en technieken die bij het ontwerpen kunnen worden gebruikt. In het praktische gedeelte wordt jou gevraagd de theorie toe te passen en zelf een architectuur te ontwerpen voor een bestaand softwaresysteem.

Een softwarearchitectuur is een beschrijving op hoog niveau van de componenten waaruit een systeem is opgebouwd en hoe deze componenten onderling samenwerken. Het centrale thema van deze cursus bestaat uit het inventariseren van de belangen van de verschillende betrokken partijen (de stakeholders), op de eisen aan het systeem (de requirements) die daar uit kunnen worden afgeleid, en op het beschrijven en evalueren van een softwarearchitectuur. Verschillende partijen hebben dikwijls tegenstrijdige belangen, en deze zullen door de softwarearchitect zo goed mogelijk tegen elkaar moeten worden afgewogen. Het eenduidig formuleren en categoriseren van eisen gebeurt aan de hand van een kwaliteitsmodel. Verder worden er verschillende technieken behandeld om een architectuur te beschrijven, zoals het 4+1-model van Kruchten, de viewpoints van Rozanski en Woods, en de formele Architectural Description Languages (ADL). Aan de hand van scenario's en use cases kan een architectuur vervolgens worden geëvalueerd ten opzichte van de opgestelde requirements.

Deze cursus gaat ook in op de kenmerken van bedrijfsapplicaties, zoals software voor de boekhouding of voor het roosteren van taken. Deze applicaties hebben dikwijls een soortgelijke architectuur en deze kan worden hergebruikt. Ook wordt er besproken hoe deze bedrijfsapplicaties verder geïntegreerd kunnen worden binnen een bedrijf. Overige onderwerpen die aan bod komen zijn bijvoorbeeld de REST architectural style, cloud computing, service-oriented architectures, variability en software product lines.

In het praktische gedeelte wordt jou gevraagd de behandelde theorie toe te passen en een softwarearchitectuur te ontwerpen voor een bedrijf dat zelfrijdende auto's als service wil aanbieden. De ontworpen architectuur voor dit systeem moet voldoen aan de IEEE 42010 (de opvolger van IEEE 1471) standaard. Het is jouw taak om samen te werken in teams van twee en alle genomen ontwerpbeslissingen zo goed mogelijk te beargumenteren. De eindopdracht bepaalt het eindcijfer voor driekwart deel. Je zal ook de opdracht krijgen om twee discussievragen te behandelen in de vorm van een blog-entry. Deze twee blogs tellen mee voor een kwart van het eindcijfer.

Leerdoelen
Na afronding van deze cursus kun je:
- de stakeholders voor een te ontwerpen systeem onderscheiden en beschrijven,
- de concerns van de stakeholders vanuit hun gezichtspunt beschrijven,
- vanuit de concerns requirements opstellen, waarbij je een oplossing bedenkt voor conflicterende concerns,
- gebruikmaken van architectural patterns en styles om een systeem te ontwerpen dat aan de requirements beantwoordt,
- de voor- en nadelen van ontwerpbeslissingen beargumenteren,
- een architectuurdocument schrijven dat te begrijpen is voor alle stakeholders,
- een gegeven architectuur analyseren en evalueren,
- aangeven welke problemen er kunnen optreden bij het samenvoegen van componenten in een groter software-systeem, en oplossingen aandragen,
- de volgende begrippen uitleggen: standaardarchitecturen, kwaliteitsmodellen (ISO 25010), architectuurpatronen, architectuurbeschrijvingstalen en -modellen (IEEE 1471, UML en andere), een architectuur beoordelen, REST- en SOA-webservices, software product lines, variability and composition.