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CONSTRUCCIÓN
UNIDAD 3
Despliegue de componentes y
arquitectónico
2
Arquitectura de Software

La arquitectura de un programa o sistema
computacional es la estructura o estructuras
de ese sistema, y comprende los
componentes del software, sus propiedades
externamente visibles, y las relaciones entre
tales componentes.
3
Propiedades Externamente Visibles

Son las suposiciones que otros componentes
pueden hacer acerca de las características
de un componente:




servicios ofrecidos,
desempeño,
manejo de fallas,
uso de recursos compartidos.
4
La arquitectura identifica la interacción
de los componentes

La arquitectura identifica la forma en que los
componentes interactúan:


Se omite la información de los componentes que
no se refieren a la interacción.
La arquitectura tiene relación con la parte
pública de las interfaces de los
componentes:

la parte privada es usada para funcionamiento
interno.
5
Un sistema puede tener más de una
estructura

Ninguna estructura puede presumir de ser la
única para un sistema:



Los grandes proyectos se subdividen en grandes
componentes que serán asignados como
unidades de trabajo.
En un sistema compuesto por procesos de
ejecución paralela, la estructura es el conjunto
de procesos, su sincronización y su secuencia.
Todas juntas y cada una por separado
muestran la arquitectura del sistema.
6
Todo sistema tiene una arquitectura



Todo sistema puede demostrarse que se
compone de componentes y relaciones
entre ellas.
En el caso trivial, un sistema monolítico es un
componente con el conjunto vacío de
relaciones.
Es posible, sin embargo, que la arquitectura
del sistema no sea conocida:

existe una diferencia entre la arquitectura de
un sistema y la especificación de esa
arquitectura.
7
El comportamiento de los componentes
es parte de la arquitectura


El comportamiento visible por otro componente
es relevante para la arquitectura.
Los diagramas de cajas y líneas, no son
arquitecturas, porque el comportamiento de los
componentes sugerido por sus nombres se
aproxima a la arquitectura, pero esto sale de la
mente del lector y no del esquema.
8
La arquitectura puede ser buena o mala


La arquitectura puede promover o inhibir
que el sistema cumpla con sus requisitos de
comportamiento, desempeño y su
mantenibilidad.
Suponiendo que “ensayo-y-error” no sea una
buena alternativa, esto pone de manifiesto
la necesidad de analizar la arquitectura.
9
Arquitecturas genéricas (no son Arq. De SW)
a) Estilos de arquitectura
b) Modelos de referencia
c) Arquitecturas de referencia

Ninguno de estos son arquitecturas, aunque
todos ellos son conceptos útiles para llegar a
la arquitectura.
10
a) Estilos de arquitectura


Descripción de tipos de componentes y su patrón
de comunicación de datos y control.
Un conjunto de restricciones sobre la arquitectura
que determina una familia de arquitecturas.


restringen los tipos de componentes y sus interacciones.
Ejemplo: cliente-servidor es un estilo de
arquitectura.



Cliente y servidor son tipos de componentes que
interactúan mediante un protocolo predeterminado;
pueden existir múltiples clientes, no se dice cuántos;
no se dice cuál es la funcionalidad de los clientes ni del
servidor más allá de su protocolo de interacción.
11
b) Modelos de referencia



Un modelo de referencia es una división de
la funcionalidad conjuntamente con el flujo
de datos entre los elementos.
Es una descomposición estándar de un
problema conocido en partes que
cooperativamente resuelven el problema.
Los modelos de referencia son típicos de
dominios de aplicación maduros, ej.
compiladores, administradores de bases de
datos.
12
c) Arquitecturas de referencia



Una arquitectura de referencia es un modelo
de referencia mapeado a componentes de
software y el flujo de datos entre estos
componentes.
Mientras que un modelo de referencia
particiona la funcionalidad, una arquitectura
de referencia mapea esta funcionalidad
sobre la descomposición del sistema.
Un componente puede implementar una o
varias funciones.
13
Estilos de arquitectura, modelos de
referencia y arquitecturas de referencia
Modelo de
Referencia
Arquitectura
de Referencia
Arquitectura
de Software
Arquitectura
del Sistema
Estilo de
Arquitectura
14
Distintas estructuras o vistas


Los planos de distribución, los de estructuras,
los eléctricos, los de agua, son todos planos
de una casa. Todos ellos describen la
arquitectura de una casa.
También el software puede describirse
mediante varias estructuras diferentes pero
consistentes.
15
Estructuras o vistas de arquitectura

Estructura de módulos


las unidades son
asignaciones de trabajo. Se
relacionan con es-unsubmódulo-de.
Estructura conceptual
o lógica


cada unidad es una
abstracción de los requisitos
funcionales del software.
se relacionan con
comparte-datos-con. Un
modelo de referencia es un
caso típico.

Estructura de procesos o
coordinación



es ortogonal a las otras dos
estructuras y tiene relación
con los aspectos dinámicos de
un sistema en ejecución.
las unidades son procesos o
threads.
las relaciones posibles son: sesincroniza-con, no-puedeejecutar-sin, no-puedeejecutar-con, evita, o
cualquier otra relación con
respecto a concurrencia y
sincronización.
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Estructuras de Arquitectura

Estructura física





muestra el mapeo del software
en el hardware.
especialmente usado en
sistemas distribuidos.
las unidades son entidades de
hardware (procesadores) y las
conexiones son rutas de
comunicación.
la relación entre procesadores
es se-comunica-con.
permite razonar acerca de la
performance, disponibilidad y
seguridad.

Estructura de uso


las unidades son
procedimientos o módulos
que se relacionan
mediante el supone-laexistencia-correcta-de.
esta estructura se usa para
construir sistemas que serán
parte de otros o se
extenderán.
17
Estructuras de arquitectura

Estructura de llamada



las unidades son
(sub)procesos relacionados
mediante “llama” o “invoca”.
la estructura de llamada se
usa para rastrear el flujo de la
ejecución de un programa.
Flujo de datos



Flujo de control


las unidades son programas,
módulos o los estados del
sistema, relacionados
mediante se-convierte-endespués.
es útil para verificar el
comportamiento funcional.
las unidades son programas o  Estructura de clases
módulos que se relacionan
 las unidades son objetos
mediante envía-datos-a.
relacionados mediante
herencia o instancia-de.
las conexiones se etiquetan
con el nombre de los datos
 sirve para razonar acerca de
transmitidos. Se usa para
comportamiento de
trazabilidad de
elementos similares.
requerimientos.
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Arquitectura de referencia para
sistemas de tiempo real con fuente de
alimentación
19
Hay tres características importantes inherentes a
los sistemas de bases de datos:
• La separación entre los programas de
aplicación y los datos,
• El manejo de múltiples vistas por parte de los
usuarios,
• Y el uso de un catálogo para almacenar el
esquema de la base de datos.
20
Las arquitecturas de bases de datos han
evolucionado mucho desde sus
comienzos, aunque la considerada
estándar hoy en día es la descrita por el
comité ANSI/X3/SPARC (Standard Planning
and Requirements Committee of the
American National Standards Institute on
Computers and Information Processing).
21
Arquitectura de BD de tres niveles
Nivel interno
Tiene un esquema interno que
describe la estructura física de
almacenamiento de base de datos.
Emplea un modelo físico de datos y
los únicos datos que existen están
realmente en este nivel.
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Nivel conceptual
Tiene esquema conceptual. Describe la
estructura de toda la base de datos
para una comunidad de usuarios.
Oculta los detalles físicos de
almacenamiento y trabaja con
elementos lógicos como entidades,
atributos y relaciones.
23
Nivel externo o de vistas
Tiene varios esquemas externos o vistas
de usuario. Cada esquema describe la
visión que tiene de la base de datos a
un grupo de usuarios, ocultando el
resto.
24
La arquitectura de tres niveles es
útil para explicar el concepto de
independencia de datos que
podemos definir como la
capacidad para modificar el
esquema en un nivel del sistema
sin tener que modificar el
esquema del nivel inmediato
superior.
25
26
La independencia lógica es la
capacidad de modificar el esquema
conceptual sin tener que alterar los
esquemas externos ni los programas de
aplicación. Se puede modificar el
esquema conceptual para ampliar la
base de datos o para reducirla. Si, por
ejemplo, se reduce la base de datos
eliminando una entidad, los esquemas
externos que no se refieran a ella no
deberán verse afectados.
27
La independencia física es la
capacidad de modificar el esquema
interno sin tener que alterar el esquema
conceptual (o los externos). Por
ejemplo, puede ser necesario
reorganizar ciertos ficheros físicos con el
fin de mejorar el rendimiento de las
operaciones de consulta o de
actualización de datos.
28
Arquitectura de referencia para
sistemas móviles con conexión a
Internet
29
INTRODUCCIÓN
Vamos a considerar que la arquitectura
de estos sistemas se encuentra
compuesta por cuatro bloques básicos:
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El equipo de usuario, desde donde éste
se conecta a la red y a través del cual
recibe sus servicios;
La red de acceso, constituida por el
subsistema de estaciones base, permite
la movilidad del usuario dentro del área
de cobertura de la red;
31
El núcleo de la red, constituido por el
subsistema de conmutación,
responsable por el establecimiento
de la trayectoria a través de la cual el
intercambio de información tiene lugar;
El bloque de las otras redes, redes de
cobertura amplia (WAN), con las
cuales la red celular se interconecta
(RDSI, RTPC).
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En cada una de las fronteras,
de cada uno de estos
bloques funcionales, debe
existir una interfaz que haga
posible el intercambio de
información.
33
Marco de referencia para el análisis
34
Es bien sabido que los servicios
móviles han evolucionado en
generaciones, en cada una de
ellas resulta plenamente
reconocible un conjunto de
características que las definen.
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La primera generación fue la
de los servicios analógicos, la
segunda, la de los servicios
digitales, y la tercera, la de los
servicios multimedia.
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Criterio
Primera
Generación
Segunda
Generación
Tercera
Generación
Servicios
Voz
Voz y Mensajería Voz y Datos
Corta
Calidad de
Servicio (QoS)
Baja
Alta
Alta
Nivel
estandarización
Bajo
Fuerte
Fuerte
Velocidad de
Transmisión
Baja
Baja
Alta
Tipo de
Conmutación
Circuitos
Circuitos
Paquetes (IP)
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GSM, es una tecnología de segunda
generación;
GPRS (General Packet Radio Service), es
una tecnología de generación 2.5, es decir,
representa un estado de transición entre la
segunda y tercera generación;
3GSM o UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System), por el
contrario, es una tecnología de tercera
generación.
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GSM (Global System for Mobile
Communications,
originally
Groupe Spécial Mobile)
En los comienzos de los años
ochenta, muchos países en Europa
habían desarrollado su propio
sistema de telefonía celular
análoga que impedía la
interoperabilidad más allá de las
fronteras de cada país.
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La evolución de GSM ha estado
marcada por tres fases de evolución.
La fase 1, en la que se produjeron sus
especificaciones.
La fase 2, en la que se propuso la
inclusión de servicios de datos y de fax;
y finalmente.
La Fase 2+, en la que se realizan mejoras
sobre la codificación de voz y se
implementan servicios de transmisión
de datos avanzados, entre ellos GPRS y
EDGE.
40
GSM es un sistema de conmutación de
circuitos, diseñado originalmente para
voz, al que posteriormente se le
adicionaron algunos servicios de datos:
servicio de mensajes cortos, un servicio
de entrega de mensajes de texto de
hasta 160 caracteres y un servicio de
datos GSM, que permite una tasa de
transferencia de 9.6 kbps.
41
Arquitectura de la Red GSM
La estación móvil (MS: Mobile Station).
Es el punto de entrada a la red
móvil inalámbrica. Es el equipo
físico usado por el usuario GSM
para acceder a los servicios
proporcionados por la red.
42
El módulo de identidad del abonado
(SIM: Subscriber Identity Module).
GSM distingue entre la identidad del
abonado y la del equipo móvil. El SIM
está asociado con el abonado, se trata
de un chip que el usuario debe
introducir en el terminal GSM.
43
La estación transmisora-receptora de
base o estación transceptora de base
(BTS-Base Transceiver Station).
Se encarga de proporcionar, vía radio,
la conectividad entre la red y las
estaciones
móviles.
44
El controlador de estaciones base
(BSC-Base Station Controller).
Se encarga de todas las funciones
centrales y de control del subsistema
de estaciones base.
45
La unidad de Transcodificación (TRAUTranscoding Rate and Adaptation Unit).
Se encarga de comprimir la información
en la interfaz aérea cuando se hace
necesario.
Permite que tasas de datos GSM (8,16,32
Kbps) puedan ser enviadas hacia la
interfaz RDSI (red digital de servicios
integrados) del MS que sólo acepta tasas
de 64 Kbps.
46
El centro de conmutación de servicios
móviles o centro de conmutación de
móviles (MSC-Mobile Services Switching
Center).
Se encarga de enrutar el tráfico de
llamadas entrantes y salientes, y de la
asignación de canales de usuario en la
interfaz entre el MSC y las BSC.
47
El registro general de abonados
(HLR-Home Location Register).
Es una base de datos que contiene y
administra la información de los
abonados, mantiene y actualiza la
posición del móvil y la información
de su perfil de servicio.
48
El registro de abonados itinerantes
(VLR-Visitor Location Register).
Diseñado para NO sobrecargar el HLR.
Guarda localmente la misma
información que el HLR,
cuando el abonado se encuentra en
modo de itinerancia (roaming).
49
El centro de autentificación
(AuC Authentication Center).
Genera y almacena información relativa
a la seguridad, genera las claves usadas
para autentificación y encriptación.
50
Registro de Identidad de Equipos
(EIR: Equipment Identity Register).
Los terminales móviles tienen un
identificador único, el IMEI (International
Mobile Equipment Identity), el EIR se utiliza
para mantener una relación de las
identidades de los equipos abonados; a
través de él resulta posible
identificar aquellos usuarios autorizados.
51
El GMSC: Gateway Mobile Switching
Center.
Es el punto hacia el cual es
encaminada una terminación de
llamada cuando no se tiene
conocimiento de la ubicación de la
estación móvil.
52
SMS-G
Este término es usado para describir
colectivamente a dos Gateways que
soportan el servicio de mensajería
corta (Short Message Services
Gateways).
Las conexiones originadas o dirigidas
hacia otras redes son manejadas por
un gateway dedicado, el GMSC
(Gateway Mobile Switching
Center).
53
Tarea: Investigar
Interfaces y protocolos GSM
Arquitectura de la red GSM/GPRS
Arquitectura de la red UMTS
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Arquitectura de referencia para sistemas
de información.
55
56
Análisis y diseño
de sistemas
Mantenimiento
Diseño de BD
Diseño de
proyectos
Documentación
Programación
Desarrollo
de SI
57
Arquitectura de referencia
para ambientes virtuales de
aprendizaje.
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Ambiente Virtual de Aprendizaje
Es el conjunto de entornos de
interacción, sincrónica y asincrónica,
donde con base en un programa
curricular, se lleva a cabo el proceso
“enseñanza – aprendizaje”, a través de
un sistema de administración de
aprendizaje.
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La propuesta metodológica para operar los
modelos educativos innovadores es la de
Ambientes Virtuales de Aprendizaje (AVA), ya
que crear un ambiente de este tipo no es
trasladar la docencia de un aula física a una
virtual, ni cambiar el gis y el pizarrón por un
medio electrónico, o concentrar el contenido
de una asignatura, en un texto que se lee en
el monitor de la computadora.
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Se requiere que quienes participan en el
diseño de estos ambientes deben conocer
todos los recursos tecnológicos disponibles
(infraestructura, medios, recursos de
información), así como las ventajas y
limitaciones de éstos para poder
relacionarlos con los objetivos, los
contenidos, las estrategias y actividades de
aprendizaje y la evaluación.
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Elementos de un ambiente virtual de
aprendizaje
Usuarios
Se refiere al QUIÉN va a aprender, a
desarrollar competencias, a generar
habilidades, es decir son los actores del
proceso enseñanza aprendizaje,
principalmente estudiantes y facilitadores.
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Currícula
Es el QUÉ se va a aprender. Son los
contenidos, el sustento, los programas
de estudio curriculares y cursos de
formación.
Especialistas
Aquí está el CÓMO se va a aprender. Son
los encargados de diseñar, desarrollar y
materializar todos los contenidos
educativos que se utilizarán en el AVA.
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Avances de proyecto
•
•
•
•
•
•
1 Equipo por día.
Explicar las funciones de la aplicación.
Actores y jerarquías.
Casos de uso.
Diagramas de estructura y comportamiento.
Iniciamos con los equipos 6 y 5.
Reporte impreso para revisión el día que les toque
exponer (Deberá incluir capítulos del 1 al 4, índice
de contenidos, figuras, etc…, glosario, bibliografía
con sus referencias)
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