Szoftverarchitektúrák

A tantárgy angol neve: Software Architectures

Adatlap utolsó módosítása: 2014. október 7.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Mérnökinformatikus, MSc szak
Elágazó közös tantárgy
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIAUMA06 2 3/0/0/f 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Charaf Hassan,
A tantárgy tanszéki weboldala https://www.aut.bme.hu/Course/VIAUMA06
4. A tantárgy előadója

Dr. Charaf Hassan

egyetemi docens

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Dr. Lengyel László

egyetemi docens

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Dr. Asztalos Márk

egyetemi adjunktus

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Objektumorientált programozási ismeretek, Szoftvertechnológia, Szoftvertechnikák.

 

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIAUM105" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIAUM105", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:
Nincs
7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy áttekinti az alkalmazások, kutatások és fejlesztések élvonalába tartozó szoftverarchitektúrákat, tárgyalja ezen architektúrák szerepét, jelentőségét az információs rendszerek fejlesztésében. A szakma trendjeinek áttekintésére alapozva kitekintést nyújt a jövőben várhatóan megjelenő elosztott és nagy megbízhatóságú rendszerarchitektúrákra és technológiákra. A korábban megismert objektumorientált, komponensalapú és szolgáltatásalapú architektúrákat szintézis formájában foglaljuk össze. A tantárgy hangsúlyozza a szisztematikus szoftver-újrafelhasználhatóságot és a szoftverarchitektúrák területén folyó kutatási tevékenységek tükrében elemzi a lazán csatolt rendszerek kialakításának problémakörét, valamint az architekturális minták jelentőségét. Az tárgy egy fontos további célkitűzése a fentiekhez kapcsolódó naprakész ismeretek rendszerezése és átadása a hallgatóságnak. 

A nagyvállalati (enterprise) rendszerek fejlesztési gyakorlatában a többrétegű objektumorientált platformok (pl. Java, .NET) dominálnak. A gyakorlat azt bizonyítja, hogy ezek az eszközök és technológiák képesek hatékonyan támogatni alkalmazások fejlesztését, azonban a megfelelő architekturális ismeretek hiányában az implementáció során számos nehézség merülhet fel. A hibák és sikertelen fejlesztések törvényszerűen fakadnak abból, hogy a szoftverfejlesztők nem rendelkeznek kellően mély és széleskörű architekturális ismeretekkel. Ebben a tekintetben a tantárgy másik célkitűzése a hallgatók teljeskörű felkészítése nagyvállalati (enterprise) rendszerek professzionális fejlesztési feladatainak ellátására.


8. A tantárgy részletes tematikája

 

Előadás anyaga

1.

Bevezetés a szoftverarchitektúrák világába (3 óra elmélet/előadás):

 

 Célkitűzés: megismertetni a hallgatókkal a szoftverarchitektúrák tulajdonságait, jelentőségét és a megvalósított szoftverrendszerekre való hatását  

 

Alapfogalmak. Tervezési és architekturális minták. Skálázhatóság, elosztottság, rendszerjellemzők.

2.

Alapfeladatok a rendszerarchitektúrával kapcsolatban (6 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: A tematikához kapcsolódó tárgyi ismeretek átadása

 

A rétegezés szerepe, a réteghatárok definiálása. Többrétegű architektúrák. Szakterület logika (domain logic) kategorizálása. Webes megjelenítés. Relációs adatbázisok kezelése. Konkurenciakezelés. Elosztási stratégiák. Teljesítmény és egyéb jellemzők.

 

3.

Szolgáltatás hozzáférési és konfigurációs minták (4 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: Alapvető architektúrális minták ismertetése és illusztrálása

 

Objektumorientált csomagolás (Wrapper Facade). Szolgáltatások konfigurálása (Component configurator). Szolgáltatás-keretrendszerek bővítése transzparens módon (Interceptor). Az interfészek egységes kezelése a hatékonyság érdekében (Extenstion Interface). Egyéb minták.

 

4.

Eseménykezelési  minták (4 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: Architektúrális minták ismertetése és illusztrálása

 

Szolgáltatáskérések szétosztása (Reactor). Aszinkron műveletek feldolgozása (Proactor). Aszinkron válaszok kezelése (Asynchronous Completion Token). Szolgáltatások létrehozásának különválasztása (Acceptor-Connector). Egyéb minták.

 

5.

Szinkronizációs minták (4 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: Architektúrális minták ismertetése és illusztrálása

 

A kontextus lehetőségeinek felhasználása automatikus erőforrás-kezelésre (Scoped Locking). Parametrizált szinkronizálási mechanizmusok (Strategized Locking). Komponensen belüli szinkronizáció (Thread-Safe Interface). Megosztott erőforrások többszálú hozzáférése (Double-Checked Locking Optimazation).

6.

Konkurenciakezelési  minták (4 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: Architekturális minták ismertetése és illusztrálása

 

Konkurens objektumok (Active Object). Szálbiztos passzív objektumok (Monitor Object). Az aszinkron és szinkron szolgáltatásfeldolgozások szétválasztása (Half Sync-Half Async). Nagy teljesítőképességű többszálú szerverek (Leader/Followers). Egyéb minták.

 

7.

Integrációs megoldások  6 óra elmélet/előadás):

 

Célkitűzés: Integrációs megoldások ismertetése és illusztrálása

 

Rendszerintegrációs típusok. Üzenetalapú rendszerek. Rendszermenedzsment kérdések. Integrációs minták. Egyéb minták.

 

8.

Esettanulmányok (8 óra elmélet/előadás+gyakorlat):

 Célkitűzés: Esettanulmányok formájában kívánjuk illusztrálni a félév során tanult anyagot.

9.

Speciális szoftvearchitektúrák (3 óra elmélet/óra)

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás
10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: egy nagy zárthelyi, 2 kis zárthelyi, és 1 házi feladat

b. A vizsgaidőszakban: -

c. Elővizsga: -

   

A tárgy teljesítésének feltétele a nagy zárthelyi elfogadható (legalább elégséges szintű) megoldása, és a 2 kis zh közül az egyik sikeres teljesítése, valamint a házi feladat megfelelő szintű teljesítése. 

A jegy kialakítása: ZH 40%, kis ZH-k 10%, házi feladat 50%.


11. Pótlási lehetőségek

A zárthelyihez a TVSZ előírásai szerint mind a szorgalmi, mind a pótlási időszakban 1-1 pótlási lehetőséget biztosítunk.

12. Konzultációs lehetőségek

A tárgy előadójával történt egyeztetés szerint. Ezen kívül a házi feladathoz minden héten biztosítunk konzultációs lehetőséget.


13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

[1]  Szoftverarchitektúrák, elektronikus jegyzet. AAIT Alkalmazott Informatika Csoport.

[2]  Patterns of Enterprise Application Architecture. Martin Fowler et al.

[3]  Pattern-Oriented Software Architecture, Patterns for Concurrent and Networked Objects, Wiley press, vol.1 ,2.

[4]  Addison Wesley - Enterprise Integration Patterns - Designing, Building And Deploying Messaging Solutions (Fowler) – 2003.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra8
Felkészülés zárthelyire30
Házi feladat elkészítése40
Vizsgafelkészülés0
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Charaf Hassan

egyetemi docens

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Dr. Lengyel László

egyetemi docens

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Dr. Asztalos Márk

egyetemi adjunktus

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék