Architect Academy Webcast

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Architect AcademyWebcast 3Arquitectura para
distribución y agregación Services Oriented
Architecture (SOA)

• Billy ReynosoUniversidad de Buenos
  Airesbillyr_at_microsoft.com.ar

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Roadmap

• Webcast 1 Qué es la Arquitectura de Software?
• Webcast 2 Drilldown en Estilos de Arquitectura
  de Software
• Webcast 3 Arquitectura para distribución y
  agregación Services Oriented Architecture (SOA)
• Webcast 4 Diseñando la arquitectura

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Objetivos

• Propósito de la serie de Webcasts
• Comprender la teoría y orientar la práctica de la
  Arquitectura de Software
• Vincular concepciones de la academia y la
  industria
• Relacionar los principios teóricos con
  herramientas y ambientes Microsoft
• Propósito de la sesión de hoy
• Comprender el estilo de arquitectura más adecuado
  para soluciones de integración
• Comprender puntualmente la relación entre SOA y
  Web Services
• SOA como arquitectura, WS como implementación
• Establecer las perspectivas y los recursos de
  estado de arte para la realización de esta
  arquitectura

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Agenda

• La explosión de SOA - Muestreo
• Definiciones
• Contexto de situación y antecedentes
• Principales conceptos
• SOA como Estilo de Arquitectura
• Relaciones de SOA con Web Services
• Diferencias con Objetos o Componentes
  distribuidos
• Distintas concepciones IBM, Rational, Sun,
  Microsoft, REST
• Perspectivas SOA Grid Computing - SOA
  Semantic Web
• Recursos de SOA en .NET
• Conclusiones y referencias

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La explosión de SOA - Muestreo

• La recompensa potencial de SOA es enorme para
  las empresas que entiendan esta evolución y se
  muevan hacia estas arquitecturas. ... La
  tecnología de computación distribuida promete ser
  lo suficientemente flexible y elegante para
  responder a las necesidades de negocios y
  proporcionar la agilidad de negocios que las
  compañías han anhelado tanto tiempo, pero siempre
  ha estado fuera de alcance. The Rational Edge,
  2004
• La mejor solución a la integración de
  negocios... Annraí OToole, Cape Clear
• SOA ha surgido como la mejor manera de afrontar
  el desafío de hacer más con menos recursos.
  Promete hacer la re-utilización y la integración
  mucho más fáciles, ayudando a reducir el tiempo
  de desarrollo y aumentando la agilidad
  organizacional. No sorprendentemente, el 80 de
  las organizaciones de IT están implementando
  aplicaciones usando SOA con web services
  subyacentes. SOA proporciona mayor flexibilidad
  para afrontar los cambios tanto en el ambiente de
  negocios como en la infraestructura tecnológica.
  M7 Corporation

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La explosión de SOA - Muestreo

• SOA es la próxima ola de desarrollo de
  aplicaciones. Es más rápida, mejor y más barata
  Michael Pallos, 2001
• Comprender el rol y el significado de SOA, más
  allá del hype simplista, es imperativo para
  cualquier arquitecto de software empresarial. ...
  Hacia 2008, SOA y Web Services serán
  implementados juntos en más del 75 de los
  proyectos que utilicen SOA y Web Services
  (probabilidad 0.7) Gartner, 2003
• Hacia 2008, más del 75 de los paquetes de
  aplicación de ese entonces serán nativamente SOA
  o expondrán interfaces SOA a través de una capa
  de envoltura de interfaces (probabilidad 0.8)
  Gartner, 2003
• Hacia 2008, SOA será la práctica prevalente de
  ingeniería de software, acabando con los 40 años
  de dominación de las arquitecturas monolíticas
  (probabilidad 0.7) Gartner, 2003
• Giga recomienda a los arquitectos considerar SOA
  como la prioridad número uno en sus esfuerzos de
  planeamiento arquitectónico Giga IT Trends
  2003 Application architecture and design

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Contexto de situación y antecedentes

• Evolución de la arquitectura

Ecosistema
Vertical
Horizontal
3-Tier, N-Tier
Objetos distribuidos
Estructurado
Monolítico
Client/Server
Servicios
Componentes
Web Services
Abstracción
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Propiedades
 
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Historia

• Service-oriented architecture (SOA) fue descripta
  por primera vez por Gartner en 1996
• SSA Research Note SPA-401-068, 12 de abril,
  Service Oriented Architectures, Part 1 y SSA
  Research Note SPA-401-069, 12 de abril, Service
  Oriented Architectures, Part 2
• Web Services surgen con mayor fuerza hacia el
  2000.
• XML Web Services
• SOA XMLSOAPWSDLUDDIBus
• SOAP 1.0 - Específico de MSDevelopmentor
• XML HTTP
• SOAP 1.1 - MSIBMLotus
• Bindings de transporte para no-HTTP
• SOAP 1.2 - W3C.org (ya no es más acrónimo)

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SOA - Definiciones

• W3C Conjunto de componentes que pueden ser
  invocados, cuyas descripciones de interfaces se
  pueden publicar y descubrir
• CBDI rechaza esa definición
• Los componentes pueden no ser conjuntos
• La definición sólo considera los componentes y no
  la práctica o el arte de construir la
  arquitectura
• CBDI Estilo resultante de políticas, prácticas
  y frameworks que permiten que la funcionalidad de
  una aplicación se pueda proveer y consumir como
  conjuntos de servicios, con una granularidad
  relevante para el consumidor. Los servicios
  pueden invocarse, publicarse y descubrirse y
  están abstraídos de su implementación utilizando
  una sola forma estándar de interface

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SOA - Definiciones

• Infraestructura de alto nivel basada en best
  practices y patrones para crear soluciones
  basadas en servicios, de alta cohesión y bajo
  acoplamiento (Geniant).
• Estilo arquitectónico apto para implementar bajo
  acoplamiento entre agentes. Los agentes son
  proveedores y consumidores de servicios, que son
  la unidad de trabajo. (Hao He).
• Una arquitectura de aplicación en la cual todas
  las funciones se definen como servicios
  independientes con interfaces invocables bien
  definidas, que pueden ser llamadas en secuencias
  definidas para formar procesos de negocios (IBM).

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SOA - Definiciones

• MITRE
• Una aplicación SOA es una colección de servicios
• Un servicio es la unidad atómica de una SOA
• Los servicios encapsulan procesos de negocios
• Los proveedores de servicios se registran solos
• Un servicio involucra Find, Bind, Execute
• Las instancias más conocidas son los web services
• Gartner
• SOA es una arquitectura de software que comienza
  con una definición de interface y construye toda
  la topología de la aplicación como una topología
  de interfaces, implementaciones y llamados a
  interfaces. Sería mejor llamada arquitectura
  orientada a interfaces. SOA es una relación de
  servicios y consumidores de servicios, ambos
  suficientemente amplios para representar una
  función de negocios completa.

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SOA como Estilo de Arquitectura

• Estilos de Código Móvil
• Arquitectura de Máquinas Virtuales
• Estilos heterogéneos
• Sistemas de control de procesos
• Arquitecturas Basadas en Atributos
• Estilos Peer-to-Peer
• Arquitecturas Basadas en Eventos
• Arquitecturas Orientadas a Servicios
• Arquitecturas Basadas en Recursos

• Estilos de Flujo de Datos
• Tubería y filtros
• Estilos Centrados en Datos
• Arquitecturas de Pizarra o Repositorio
• Estilos de Llamada y Retorno
• Model-View-Controller (MVC)
• Arquitecturas en Capas
• Arquitecturas Orientadas a Objetos
• Arquitecturas Basadas en Componentes

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Principales conceptos

• CBDI - Perspectivas arquitectónicas
• Aplicación - Servicio - Componente

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Implementaciones RPC

• WS no requiere despliegue
• WS no requiere clientes específicos, ni drivers
• SOA se redefine como paso de mensajes, no RPC

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Componentes de SOA

• Servicios Entidades lógicas - Contratos
  definidos por una o más interfaces públicas.
• Service provider Entidad de software que
  implementa una especificación de servicio.
• Service consumer (o requestor) Entidad de
  software que llama a un service provider.
  Tradicionalmente se lo llama cliente. Puede ser
  una aplicación final u otro servicio.
• Service locator Tipo específico de service
  provider que actúa como registry y permite buscar
  interfaces de service providers y sus
  ubicaciones.
• Service broker Tipo específico de
  serviceprovider que puede pasar
  requerimientosde servicios a otros service
  providers.

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Demo Drilldown
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SOA y Web Services

• Web services Diferentes definiciones en W3C Web
  Services Architecture Working Group
• W3C Una aplicación identificada por un URI,
  cuyas interfaces y binding se pueden definir,
  describir y descubrir mediante artefactos XML,
  que soporta interacciones usando mensajes basados
  en XML via protocolos de web
• SOA es históricamente anterior (no por mucho)
• Un web service es SOA si
• Las interfaces se basan en protocolos de web
  (HTTP, SMTP, FTP)
• A excepción de los attachments, los mensajes se
  basan en XML
• Dos estilos de web service SOAP y REST
• REST es anti-RPC (más sobre esto luego)
• SOAP puede interpretarse en términos de mensajes
  o de RPC (Don Box)

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SOA y Web Services

• CBDI
• SOA es más amplio. Los web services son sólo una
  interface programática en conformidad con los
  protocolos WS-
• Puede haber SOA sin ws (ej. REST)
• Los web services proporcionan independencia de
  plataforma, bajo acoplamiento, auto-descripción y
  descubrimiento
• Los web services no son parte obligatoria de SOA,
  pero son una implementación adecuada

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Estándares primarios - WSDL

• XML que describe servicios
• Propuesto por Microsoft e IBM y presentado a W3C
  por 25 empresas (número máximo admitido)
• Define data types pasados en mensajes,
  operaciones a realizar y mapeado de los mensajes
  sobre transportes de red
• Puede haber algunas discrepancias entre
  diferentes implementaciones, debido a que es
  extensible

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Estándares SOA Web Serviceshttp//WS-I.ORG
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Framework de SOA
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SOA vs Objetos y Componentes distribuidos

• Los componentes ofrecían reutilización, pero
  también acoplamiento relativamente alto.
• Las tecnologías seguían siendo propietarias.
• Aún cuando CORBA era un esfuerzo ostensiblemente
  basado en estándares, en la práctica se debía
  trabajar con una única implementación comercial
  de la especificación The Rational Edge
• El mercado de componentes no se desarrolló como
  se había previsto

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SOA vs Objetos y Componentes distribuidos
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SOA vs Objetos y Componentes distribuidos

• Werner Vogels (Cornell University) Web Services
  y SOA no son objetos distribuidos.
• Los web services no requieren tecnología de
  objetos distribuidos
• El intercambio de documentos es un concepto muy
  distinto a la instanciación de un objeto, la
  invocación de un método de una instancia, la
  recepción del resultado de la invocación y la
  liberación final de la instancia.
• Otros errores
• El debugging de web services es imposible...
• Demo?

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SOA vs Objetos y Componentes distribuidos

• Werner Vogels - Otros errores
• Web services son sólo RPC para Internet
• En SOAP 1.2 RPC/encoded es opcional, y se
  favorece document/literal
• La interacción sincrónica en wide area no es
  escalable, la coordinación de versiones será
  siempre complicadísima
• Se requiere HTTP para tener servicios
• Soporte de protocolos diversos desde WSE y en
  .NET Framework 2

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SOA vs Objetos y Componentes distribuidos

• Werner Vogels (cont.)
• Se requieren servidores de web para tener web
  services
• Web debería haberse excluido, dejando
  simplemente services
• Hay herramientas que no requieren servidores de
  web Simon Fells PocketSoap, Systinets WASP,
  IBMs Emerging Technologies Toolkit, Microsofts
  Web Services Enhancements (WSE).
• Sistemas de integración de empresas como Artix y
  DocSOAP proporcionan desarrollo de web services
  que no requieren web servers

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SOA Grid Computing

• Grid Modelo de resolución de problemas usando
  gran número de computadoras heterogéneas
  organizadas en clusters
• 2003 alguna convergencia con web services
• Open Grid Service Architecture (OGSA) implementa
  fundamentalmente WSDL y SOAP (Globus Toolkit 3
  framework)
• Textos de Grid mencionan SOA como antecedente
• Alchemi Framework para Grid Computing en .NET,
  utilizando .NET Remoting y web services

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SOA Grid Computing

• SOA Standards
• WSDL
• UDDI
• BPEL
• WS-Profile
• WS-Security
• WS-Choreography
• Etcétera

• Grid Standards
• OGSI
• Extensión de WSDL
• WS-Resource
• WS-ResourceLifetime
• WS-ResourceProperties
• WS-RenewableReferences
• WS-ServiceGroup
• WS-BaseFaults

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SOA Semantic Web (1/3)

• Semantic Web
• Propuesta por Sir Tim Berners-Lee
• Creador del WWW en 1984 y el primer web site,
  1991 fundador de W3C en el MIT. No royalties!!
• Semántica comprensible para máquinas y
  aplicaciones
• Hay una semántica actualmente, pero en realidad
  opera sobre correspondencias sintácticas (XML
  Schemas)

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SOA Semantic Web (2/3)

• Semantic web utiliza
• XML
• XML Schema
• RDF (Resource Description Framework)
• Triplas de Sujeto Predicado Objeto
• RDF Schema - Semántica de generalización y
  jerarquía
• OWL (Web Ontology Language)
• Extensión de vocabulario de RDF
• Cardinalidad, características, equivalencias,
  relaciones

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SOA Semantic Web (3/3)

• En curso Integración de estándares de industria
  con investigación académica
• Desarrollos en proceso
• DAML-S - (Darpa Agent Markup Language)
• Agrega definiciones, pre-condiciones,
  pos-condiciones etc a estándares usuales SOA
  (Service Profile) también abstracciones de
  proceso (Service Model) y aspectos técnicos
  (Service Grounding)
• SWOBIS UDDI ontología

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Recursos de SOA en .NET

• .NET Framework 1.0 (2000)
• XML Schema 1.0, SOAP 1.1, WSDL 1.1, UDDI 1.0
  (idem J2EE1.4)
• .NET Framework 1.1 (2002)
• WS-Security, WS-Routing (HTTP, UDP, TCP), Direct
  Internet Message Encapsulation (DIME soporte
  binario de cualquier tipo y tamaño en un solo
  mensaje), WS-Attachments (en formato DIME)
• Windows Server 2003
• Device driver HTTP.SYS (modo kernel), UDDI Server
  (registrar y publicar web services)

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Innovaciones tecnológicas de impacto
arquitectónicoWeb Services Enhancements
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Web Services Enhancements

• No solamente web ni ASP.NET
• Las aplicaciones se pueden hostear en múltiples
  ambientes
• ASP.NET, .exe, NT Service, WinForms, etc.
• Soporte para múltiples transportes
• in-process communication (para testing)
• TCP puro
• HTTP
• Soporte de operaciones prolongadas y complejas

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Drilldown Mejoras en seguridad

• Políticas de seguridad basadas en estándares de
  industria
• Trust Issuing Framework (WS-Trust)
• Secure Conversation (WS-SecureConversation)
• Autorización basada en roles
• Policies de seguridad (WS-SecurityPolicy)

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Trust

• Relaciones e identidad tokens de seguridad con
  firma digital
• Cómo pruebo quien soy?
• Quién me puede avalar?
• Cómo sabe usted que puede confiar en él?
• WS-Trust define un protocolo para emitir y
  obtener tokens de seguridad

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Confianza (Trust)
Token Issuer

• Diversos modelos para emitir tokens
• El cliente obtiene token de una fuente bien
  conocida
• El servicio obtiene un token para el cleinte
• Etc

Client
Service
Token Issuer
Token Issuer 2
Token Issuer 1
Client
Service
Client
Service
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Conversación segura

• WS-SecureConversation detalla la forma de emitir
  un SecurityContextToken
• En WSE, este token de peso ligero reemplaza a los
  tokens que requieren proceso intensivo

Requerimiento de SCT
Emisor delServicioy el Token
Cliente
SCT emitido al cliente
Series de mensajes firmados con el SCT emitido
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Creando conversaciones seguras

• Los servicios pueden emitir sus propios SCTs
• Ya no hay necesidad de desplegar emisor de SCT
• Hay que tocar un elemento de configuración
• ltautoIssueSCT enabledtrue /gt

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Drilldown Policy Driven Architecture

• Más allá de WSDL qué más se requiere para
  describir un (web) service?
• Requisitos de seguridad
• Seguridades de mensaje confiable
• Manejo de versiones de protocolo
• Etc
• Estos y otros atributos de un servicio se pueden
  describir con WS-Policy
• Lenguaje basado en XML
• Complejo ltOrgt, ltExactlyOnegt, etc
• WSE proporciona un Framework de Policy con
  soporte del lado del que envía y del que recibe

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Facilidades adicionales

• Varios ejemplos
• Security Settings Wizard
• Standalone Config Editor
• X509 Certificate Wizard para manejar los
  certificados propios
• Namespace
• Viejo Microsoft.Web.Services
• Nuevo Microsoft.Web.Service2

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Recursos de SOA en Whidbey

• Whitehorse
• Engine de modelado y herramientas de framework
  SOA en Visual Studio 2005
• Resuelve el problema de roundtrip engineering
• Incluye Distributed System Designers
• Application Connection Designer
• Class Designer
• Logical Datacenter Designer
• ...

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Desarrollo de SOA en Whitehorse

• Application Connection Designer
• Drag ExternalDatabase - Setearpropiedades
• Exponer los datos via Web ServiceInterface (Web
  Service Endpoint)
• Drag ASP.NET web applicationpara generar
  interface visual
• Listo...

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Deployment de SOA

• Logical Datacenter Designer
• Definir IIS en Zone Desmilitarizada(DMZ)
• En la zona interior, un IIS llamado AppServer y
  una máquina que correSQL Server
• Conectar mediante ConnectionTool

98
Agregar Restricciones a diagrama lógico
99
Diseño con VS 2005 Class Designer

• Sincronización de diagrama y código
• Soporta diagramas similares a Class Diagram de
  UML, pero con acceso a métodos, propiedades, etc
• Agregar diagrama de clase
• Ver Class Details para ver y modificar interface
  de la clase
• También se pueden tratar clases de otros
  assemblies referenciados

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Conclusiones

• SOA El estilo de arquitectura más importante
  del momento, en desarrollo simultáneo en la
  academia y la industria
• Cambios en modelode diseño, de programación y de
  despliegue
• Propiedad del código, control de la facturación
  por su uso en ambientes de prueba y producción
• Cambios sustanciales en modelo de negocios
• Empresas ofrecen servicios a sus competidores
• ISV ofrecen servicios a otros ISVs

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Recursos
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Referencias
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Referencias
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Referencias

• Jason Bloomberg - The role of the
  service-oriented architect. The Rational Edge,
  http//www.therationaledge.com/may_03/f_bloomberg.
  jsp
• Marc Brooks (MITRE) - Service Oriented
  Architecture and Grid Computing.
  http//web-services.gov/Brooks32404.ppt
• Ian Foster, Carl Kesselman, Jeffrey Nick, Steven
  Tuecke. Physiology of the grid.
  http//www.globus.org/research/papers/ogsa.pdf
• Brian Randell, Rockford Lhotka - Bridge the gap
  between development and operation with
  Whitehorse. MSDN Magazine, Julio de 2004

115
Referencias

• Werner Vogels - Web services are not distributed
  objects. Http//weblogs.cs.cornell.edu/AllThingsD
  istributed/archives/000119.html - 2003
• Luis Felipe Cabrera, Christopher Kurt, Don Box.
  An introduction to the Web Service Architecture
  and its specifications. MSDN Library, Setiembre
  2004 new!!

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Referencias

• Roy Thomas Fielding. Architectural styles and
  the design of network-based software
  architectures. Tesis doctoral, University of
  California, Irvine, 2000.
• Kevin Mitchell. A matter of style Web Services
  architectural patterns. XML Conference
  Exposition 2002, Baltimore, 8 al 13 de diciembre
  de 2002.
• Http//www.ws-i.org
• Billy Reynoso - Documentos de arquitectura en
  http//www.microsoft.com/spanish/msdn/arquitectura

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Architect Academy - Webcast 4

• Diseñando la Arquitectura
• Problemas y perspectivas del diseño
  arquitectónico
• Las perspectivas de diseño de la industria y la
  academia
• La Arquitectura no es modelado en UML
• Los límites de UML (2) como lenguaje de modelado
  arquitectónico
• Vista rápida de los Lenguajes de Descripción de
  Arquitectura (ADL)
• ACME/Armani, Wright, CHAM, ADLs basados en C2
  xADL, Jacal
• Estado de arte del diseño arquitectónico Sacando
  provecho de herramientas, patrones y prácticas
• Estudios de casos
• Visión del futuro Integrando arquitectura,
  diseño y desarrollo en Visual Studio 2005 (Team
  System)

121
Preguntas?

• Billyr_at_microsoft.com.arhttp//www.microsoft.com/s
  panish/msdn/arquitectura