ARQUITECTURA 3 CAPAS PROGRAMACIÓN POR CAPAS

Es un estilo de programación, su objetivo primordial es la separación de la capa de presentación, capa de negocio y la capa de datos.

La arquitectura de una aplicación es la vista conceptual de la estructura de esta. Toda aplicación contiene código de presentación, código de procesamiento de datos y código de almacenamiento de datos. La arquitectura de las aplicaciones difieren según como esta distribuido este código.

Windows DNA presenta una arquitectura de aplicaciones de tres-capas, basadas en componentes. La meta de DNA es unificar las aplicaciones para PC, las aplicaciones cliente / servidor y las aplicaciones basadas en la Web, lo cual es posible para aplicaciones de cualquier tamaño.
En nuestros días mucha información importante está almacenada en aplicaciones como sistemas de correo electrónico, y aún más recientemente en servicios de directorio. Microsoft habla sobre Universal Data Access (Acceso Universal a Datos) como una serie de manejadores e interfaces diseñadas para proveer una forma de conseguir acceder a este tipo de almacenamientos y más aún a datos como archivos de formato especiales, datos de posición geoespacial, datos científicos no estándar, etc. Los servicios son puestos en la red y operan de manera cooperativa para dar soporte a uno o más procesos de negocios. En este modelo, una aplicación se convierte en un conjunto de servicios de usuario, negocios y datos que satisface las necesidades de los procesos de negocios o procesa su soporte. Como los servicios están diseñados para el uso general y siguen lineamientos de interfaz publicados, pueden ser reutilizados y compartidos entre múltiples aplicaciones. La arquitectura DNA de tres capas como se muestra en el grafico cuenta con servicios específicos en cada capa que se comunican entre si mediante COM (Component Object Model)

Arquitectura de Capas

Preguntar qué conocen por arquitectura de capas (en Sistemas de Operación, Redes de Computadores...).

Nos limitaremos a manejar la noción de arquitectura como una forma de estructurar los elementos de un software.

En toda arquitectura de capa los elementos agrupados en una misma capa pueden comunicarse entre si; pero existen variantes en cuanto a las comunicaciones permitidas entre elementos de capas diferentes:

1. Arquitectura top-down de capas:

Los elementos de una capa i+1 pueden enviar solicitudes de servicio a elementos de la capa inferior i. Típicamente se produce una cascada de solicitudes, es decir para satisfacer una solicitud a una capa i+2, ésta requiere enviar varias solicitudes a la capa i+1; cada una de estas solicitudes a la capa i+1 genera a su vez un conjunto de solicitudes a la capa i y así sucesivamente. Una arquitectura top-down es laxa (o no estricta) si los elementos de una capa i+1 pueden enviar solicitudes de servicio directamente a un elemento de cualquiera de las i capas inferiores.

2. Arquitectura bottom-up de capas:

Cada elemento de una capa i puede notificar a elementos de la capa superior i+1 de que ha ocurrido algún evento de interés (ej. manejadores de dispositivos). La capa i+1 puede juntar varios eventos antes de notificar a su vez an elemento de la capa i+2. Una arquitectura bottom-up tambien puede ser no estricta si el elemento de la capa i puede notificar a cualquier elemento de cualquier capa superior a la capa i.

3. Arquitectura bidireccional de capas

En su forma más común involucra dos pilas de N capas que se comunican entre si. El ejemplo más conocido es el de los protocolos en Redes de Computadores.

Al implementar una arquitectura top-down de capas, se deben tomar en cuenta los siguientes factores:

1. ¿Cuál es el criterio de abstracción para agrupar servicios/clases en una capa?

Mencionar el criterio Presentación-Dominio de Aplicación-Repositorio de Sistemas de Información.

2. Determinar el número de capas

En términos simplistas, a más capas más flexibilidad pero menor desempeño. [Discutir]

3. Típicamente las capas más internas ofrecen menos servicios.

Esto ayuda la reutilización de capas ("pirámide invertida de reuso").

4. El grado de encapsulamiento de las capas.

A mayor encapsulamiento, menor dependencia externa sobre la estructura de una capa.

5. Estructura interna de cada capa.


6. ¿Cuánta información pasar de una capa a otra?

Tomemos el caso de la arquitectura top-down. Es muy posible que, de acuerdo con el tipo de servicio solicitado, la capa inferior requiera una cantidad de información variable. En un modelo puro "empujado" (push), la capa superior está obligada a enviarle toda la información que pueda llegar a hacerle falta a la capa inferior en la solicitud.

Esto no siempre es posible (piense por ejemplo en una solicitud de servicio a una base de datos que no logra completarse por estar fuera de línea. ¿Qué se hace: reintentar, abandonar, usar una fuente alterna?).

En el modelo contrario, "halado" (pull o por demanda), la capa inferior solicita mayor información sólo si le hace falta --¿pero de quién la pida? El modelo de solicitudes top-down presupone un invocador anónimo y un invocado conocido.

La solución la proporciona el patrón Editorial-Suscriptor (Publish-Subscribe) que encapsula la idea del callback. Este patrón de diseño lo estudiaremos más adelante.


7. Diseñe la estrategia de manejo de errores.

Este es un aspecto que es frecuentemente obviado, aunque tiene impacto fuerte tanto en el tiempo de procesamiento como en el esfuerzo de programación. Típicamente se recomienda manejar el error en el nivel que lo descubrió, si esto no es posible, dejar que lo resuelva la capa más arriba, pero generalmente abstrayendo el tipo de error para que sea comprensible en término de los servicios de la capa superior.

Todo patrón tiene ventajas y desventajas: en el caso de la arquitectura de capas ya las hemos mencionado [dejar que los estudiantes las resuman]:

• Ventajas
• Reutilización de capas;
• Facilita la estandarización
• Dependencias se limitan a intra-capa
• Contención de cambios a una o pocas capas
• Desventajas
• A veces no se logra la contención del cambio y se requiere una cascada de cambios en varias capas;
• Pérdida de eficiencia;
• Trabajo innecesario por parte de capas más internas o redundante entre varias capas;
• Dificultad de diseñar correctamente la granularidad de las capas.

Arquitectura de capas en Sistemas de Información

Existen tres propuestas de arquitecturas de capas para Sistemas de Información, donde las capas a veces reciben el nombre de niveles (en Inglés tiers):

• Arquitectura de dos capas;
• Arquitectura de tres capas;
• Arquitectura de cuatro capas.

Las diferencias entre estas arquitecturas las pospondremos hasta que nos corresponda estudiar el proceso de diseño de un software. Por los momentos, seguiremos RPM en presuponer que apuntamos a una arquitectura de tres capas.