Thiết kế kiến trúc ứng dụng và các mô hình cho thiết kế ứng dụng

Mô hình kho dữ liệu

Các phân hệ cần trao đổi thông tin, và nó có thể tiến hành theo hai cách:

i. Mỗi phân hệ duy trì một cơ sở dữ liệu riêng của mình. Dữ liệu được trao đổi giữa các phân hệ bằng cách chuyển đổi các thông báo.

ii. Mọi dữ liệu được lưu trữ tại một cơ sở dữ liệu trung tâm có thể được truy cập bởi mọi phân hệ. Mô hình này gọi là mô hình kho dữ liệu.

Mô hình kho dữ liệu phù hợp cho các ứng dụng khi dữ liệu được tạo bởi một phân hệ và được sử dụng bởi các phân hệ khác. Đây là cách hữu hiệu để chia sẻ một số lượng lớn dữ liệu mà không cần chuyển đổi dữ liệu tường minh từ một phân hệ này tới các phân hệ khác.

Phân hệ phải chấp nhận mô hình này nếu muốn tham gia hệ thống. Sẽ rất khó tích hợp một phân hệ mới nếu nó không phù hợp với tiêu chuẩn của kho dữ liệu. Phân hệ tạo dữ liệu không cần liên quan đến việc dữ liệu được phân hệ khác sử dụng như thế nào. Việc phát triển mô hình sẽ khó khăn khi một số lượng lớn dữ liệu đã có theo tiêu chuẩn cũ. Việc chuyển đổi dữ liệu sẽ rất tốn kém. Các hoạt động như lưu trữ, bảo mật, điều khiển truy nhập và khôi phục được tập trung hoá.

Tuy nhiên, các phân hệ có thể có các yêu cầu khác nhau về mức độ bảo mật, khôi phục và chiến lược lưu trữ. Mô hình này bắt buộc các phân hệ phải chấp nhận một chính sách chung. Mọi việc sẽ đơn giản nếu phân hệ mới cần tích hợp tương thích với dữ liệu cũ. Tuy nhiên sẽ khó khăn nếu phân phối dữ liệu tới nhiều máy khác nhau. Việc này sẽ phát sinh khả năng dư thừa dữ liệu, không toàn vẹn.

Mô hình khách - phục vụ

Mô hình khách - phục vụ là một mô hình hệ thống phân tán biểu diễn việc phân tán các dữ liệu và xử lý trên nhiều máy tính khác nhau. Các thành phần chính là:

 Một tập các server độc lập phục vụ cho các phân hệ.

 Một tập các khách hàng yêu cầu các dịch vụ. Chúng có thể là các phân hệ, hay là các thể hiện khác nhau của cùng một chương trình.

 Một mạng cho phép các khách hàng có thể truy nhập được các dịch vụ. Khách hàng phải biết được định danh của các dịch vụ, còn các dịch vụ không

cần biết các định danh của khách hàng.

Ưu điểm quan trọng nhất của mô hình này là sự phân tán rất rõ ràng. Mô hình này dễ dàng thêm một server và tích hợp dần dần khi có nhu cầu mà không ảnh hưởng tới các thành phần cũ. Sự thiếu vắng của mô hình chia sẻ dữ liệu ở đây có nghĩa là sẽ khó dự đoán được các vấn đề khi tích hợp dữ liệu vào hệ thống cũ. Mỗi server phải có trách nhiệm với bản thân mình về lưu trữ, khôi phục,...Không có một trung tâm nên khách hàng phải tự biết và tìm server, đây là vấn đề khó khăn đối với các mạng lớn như WAN, Internet.

Mô hình máy trừu tượng

Mô hình máy trừu tượng đôi khi gọi là mô hình lớp, mô hình hoá giao diện của các phần mềm. Nó tổ chức một hệ thống thành một dãy các lớp cung cấp các dịch vụ khác nhau. Mỗi lớp xác định một máy trừu tượng, ngôn ngữ máy của lớp này sẽ làm cơ sở để thực hiện cho lớp kế tiếp. Nhược điểm là hệ thống được cấu trúc theo cách này tương đối phức tạp. Việc thực hiện cũng gặp vấn đề do nhiều lớp của cùng một giao tiếp cần phải có.

Mô hình điều khiển

Là mô hình mà để vận hành, hệ thống phải được điều khiển làm việc đồng bộ và đúng. Mô hình cấu trúc không có các thông tin điều khiển mà các luồng điều khiển được chỉ ra ở mô hình điều khiển. Hai cách tiếp cận chung có thể xác định là:

 Điều khiển tập trung,

 Điều khiển trên cơ sở sự kiện

Mô hình điều khiển bổ sung cho mô hình cấu trúc. Mỗi mô hình cấu trúc đã nói trên đều có thể dùng mô hình điều khiển tập trung hoặc mô hình điều khiển trên cơ sở sự kiện.

1 . Mô hình điều khiển tập trung

Một phân hệ được thiết kế như bộ điều khiển hệ thống có trách nhiệm quản lý việc thực hiện các phân hệ khác. Các mô hình điều khiển tập trung phân lớp theo hai loại phụ thuộc việc điều khiển được tiến hành tuần tự hay song song.

+ Mô hình gọi - trả lời: Mô hình này phù hợp với các mô hình thủ tục top - down.

+ Mô hình quản lý: Mô hình này thích hợp với các hệ thống đồng thời. Một cấu thành hệ thống được thiết kế như là một bộ quản trị và điều khiển việc khởi động, kết thúc và phối hợp các phân hệ khác.

2 . Mô hình hệ thống điều khiển bởi sự k i ện

Mô hình hệ thống điều khiển bởi sự kiện có nhiều kiểu khác nhau của hệ thống hướng sự kiện, như:

 Mô hình phát tin: Trong mô hình này, về nguyên tắc, một sự kiện được thông báo cho các phân hệ. Các phân hệ được thiết kế điều khiển sự kiện này sẽ tự quyết việc trả lời. Mô hình này hiệu quả với các phân hệ được phân bố trên các máy tính khác nhau trên mạng. Ưu điểm của nó là việc phát triển tương đối đơn giản. Một phân hệ mới xử lý một lớp sự kiện mới có thể được tích hợp khi ghi nhận các sự kiện này vào bộ điều khiển sự kiện. Mỗi phân hệ có thể kích hoạt mọi phân hệ khác không cần biết tên và vị trí của các phân hệ đó. Phân bố trong suốt với các phân hệ. Nhược điểm của mô hình này là phân hệ không biết sự kiện có được xử lý hay không và khi nào được xử lý. Rất có thể hai phân hệ khác nhau cùng sinh một sự kiện và có thể gây xung đột.

 Mô hình điều khiển ngắt: Có một hệ thống bên ngoài được sử dụng riêng cho việc theo dõi các ngắt bên ngoài và được chuyển tới các phân hệ tương ứng. Mô hình này phù hợp với các hệ thống thời gian. Ưu điểm của nó là cho phép đáp ứng nhanh nhất với các sự kiện. Nhược điểm là việc lập trình phức tạp.

Mô hình đối tượng

Hệ thống được phân thành các đối tượng giao tiếp với nhau. Phân tích hướng đối tượng chỉ ra các lớp đối tượng liên quan, các thuộc tính và các hoạt động của chúng. Ưu điểm của nó là tính bao đóng cho phép dấu các thực hiện của các đối tượng và cho phép dùng lại mã. Tuy nhiên nhược điểm là để sử dụng các dịch vụ, các đối tượng phải gọi tường minh các tên và giao diện của các đối tượng khác. Sự thay đổi giao diện sẽ làm ảnh hưởng tới các đối tượng khác.

Mô hình luồng dữ liệu

Hệ thống được phân hoá thành các module chức năng. Chúng nhận các dữ liệu chuyển hoá chúng rồi lại đưa ra kết quả. Trong mô hình luồng dữ liệu, các bộ biến đổi xử lý dữ liệu đầu vào và tạo dữ liệu ra. Dữ liệu được chảy tuần tự theo luồng từ bộ biến đổi này sang bộ khác. Mỗi bước của quy trình giống như một phép biến đổi.

Mô hình này có ưu điểm:

 Nó hỗ trợ việc sử dụng lại các biến đổi.

 Nó phù hợp với suy nghĩ của mọi người quan niệm về dữ liệu được xử lý theo luồng có đầu vào và đầu ra.

 Thêm các xử lý khác vào hệ thống đơn giản.

 Dễ thực hiện xử lý song song hoặc tuần tự.

Nhược điểm của mô hình này là:

 Cần phải có một định dạng chung cho các dữ liệu để có thể xử lý bởi mọi bộ biến đổi.

 Các hệ thống tương tác khó được viết theo mô hình luồng dữ liệu. Trong khi các giao diện vào và ra theo dạng văn bản có thể dùng mô hình luồng dữ liệu thì các giao diện đồ hoạ có các dạng vào ra phức tạp hơn dựa trên sự kiện khó có thể áp dụng mô hình luồng dữ liệu.