Arquitetura de software: o que é e quais os seus tipos

Você sabe o que é arquitetura de software e por que ela é tão relevante dentro do desenvolvimento de sistemas?

Neste artigo, além de entender o conceito, você vai saber mais sobre sua importância e seus benefícios, além dos padrões ou tipos de arquitetura de software. 

Continue a leitura!

 

O que é arquitetura de software?

Para entender o que é arquitetura de software, podemos partir do conceito geral de arquitetura, ou seja, um conjunto de obras arquitetônicas construídas em um determinado contexto histórico e social. 

Isso significa que, ao observar um conjunto de obras arquitetônicas é possível identificar características que regeram sua concepção, como uma lógica geral a ser seguida.

Trazendo essa ideia para a arquitetura de software, é possível entendê-la como a elaboração de modelos sob os quais diversos sistemas podem ser construídos.

Estamos falando, portanto, de modelos repetíveis. Quando o objetivo é desenvolver um sistema, é preciso pensar em qual arquitetura de software será seguida.

Ou seja, a arquitetura de software é um conjunto de características que vão definir como as partes de um software serão organizadas.

Dentro dessa organização são incluídas questões como o comportamento da estrutura e os componentes que serão responsáveis pela realização dos conjuntos de funções.

Sendo assim, a escolha da arquitetura de software exerce influência em fatores como a qualidade, a performance e a escalabilidade do sistema. 

É por essa razão que essa escolha impacta diretamente as possibilidades de sucesso de um projeto de desenvolvimento de software, sobretudo quando se pensa a longo prazo.

São muitas as possibilidades de padrões que podem ser utilizados atualmente na concepção de softwares.

A maior parte dos projetos, inclusive, não fica limitada apenas a um modelo de arquitetura de software. Muitos desenvolvedores optam pela concepção de uma combinação de padrões que juntos dão origem ao sistema.

Ao longo do processo de desenvolvimento do software, é natural que sua complexidade cresça e ele se torne mais robusto.

Assim, os problemas do projeto também crescem e excedem a disposição de dados e algoritmos. 

Nesse contexto, quando o projeto é concebido com base em um ou vários modelos de arquitetura de software, a compreensão de seus componentes é facilitada quando ele ganha complexidade. 

Portanto, é possível entender a importância da utilização da arquitetura de software na elaboração dos projetos. 

Dentro desse processo, é fundamental a atenção a questões como as atribuições de funcionalidades, a estrutura de controle e os protocolos de comunicação. 

A princípio, a estruturação dos projetos de acordo com a arquitetura de software pode parecer muito trabalhosa, mas seu objetivo é justamente tornar mais fácil a organização dos componentes

Além disso, com a arquitetura de software, é possível incrementar a portabilidade e a flexibilidade do sistema, facilitando também a manutenção. 

Quando um projeto se sustenta em um código bem organizado e estruturado, é possível obter um aprimoramento das interfaces, que são definidas a partir de funcionalidades e componentes já testados anteriormente. 

 

Benefícios da arquitetura de software

Depois de entender o que é arquitetura de software e qual é o seu objetivo, já é possível deduzir quais são as suas vantagens. 

Nos subtópicos seguintes, vamos falar um pouco mais sobre os três principais benefícios do uso desses padrões. 

 

Escalabilidade

A transformação digital já provou que as organizações estão em uma posição de grande dependência em relação às tecnologias.

É nesse sentido que compreendemos as possíveis consequências negativas de um software que não foi bem arquitetado. 

A escalabilidade, fator primordial para negócios que desejam crescer, pode tornar-se inalcançável quando os sistemas não são bem estruturados. 

Por outro lado, com uma boa escolha e utilização de um modelo de arquitetura de software, os processos são facilitados e os atrasos e bugs são evitados. 

 

Performance

Há que se pensar no desempenho dos sistemas antes do início de seu desenvolvimento. Certamente, um sistema mal estruturado não apresentará uma boa performance.

Imagine, por exemplo, que você não se preocupou com a arquitetura para o desenvolvimento do seu software e agora detectou a necessidade de uma demanda por mais capacidade. 

Nessa situação, haverá um inevitável atraso nos processos da sua empresa, além de a manutenção tornar-se muito mais trabalhosa.

Mas se contar com uma arquitetura bem pensada, as demandas serão prontamente atendidas e não será difícil ter que lidar com um volume de dados maior. 

 

Flexibilidade

Quando é bem arquitetado, o software ganha maior flexibilidade. Como cada organização tem suas particularidades, a possibilidade de adaptação dos sistemas ganha grande relevância.  

 

Profissionais da arquitetura da informação

Agora você já compreendeu o que é arquitetura de software e os benefícios de utilizá-la na concepção de seus projetos. Vamos falar, então, de outro tópico de grande interesse: os profissionais que trabalham especificamente nesta área. 

Este é o conhecimento fundamental que caracteriza os desenvolvedores chamados de arquitetos de sistemas, profissionais bastante requisitados na atualidade.

Esses especialistas precisam compreender a fundo os chamados padrões da arquitetura de software, o que vai muito além de saber programar. 

Se você busca ou deseja se tornar um desses profissionais, o primeiro passo, portanto, é entender que existem diversos tipos de arquitetura e que eles podem ser associados dentro de um projeto. 

Essas modalidades também são chamadas de padrões ou modelos arquiteturais e são muito diversificadas.

Devido a esta grande variedade, não é possível abordar todos os tipos de arquitetura de software neste artigo. Mas vamos falar sobre os principais entre eles no próximo tópico. 

 

Quais são os tipos de arquitetura de software?

Podemos entender como padrão ou tipo de arquitetura de software um modelo já estudado e devidamente testado de um problema recorrente

Essa tipificação coopera com a tomada de decisões envolvidas no desenvolvimento de um software, como a definição de suas utilidades e funcionalidades.

De modo geral, pode-se dizer que o tipo de arquitetura da informação empregado no projeto define a estrutura fundamental do sistema. 

O estudioso Christopher Alexander foi quem primeiro descreveu os principais modelos de arquitetura, na década de 1970.

O método para o registro de padrões descrito por ele foi pensado para a arquitetura, mas sua adaptação para a área dos softwares se popularizou rapidamente na década de 1990.

Foi nessa época que começaram a surgir os arquitetos de software e o entendimento sobre os padrões passou a ser o principal conhecimento técnico associado a esta especialidade.   

Nos subtópicos seguintes, vamos falar sobre cada um dos principais padrões ou tipos de arquitetura de software adotados em sites, programas, redes sociais e sistemas operacionais. 

 

Arquitetura em camadas

O modelo em camadas ou layers é o padrão mais utilizado de arquitetura de software, sobretudo em projetos de inovação.

Como o próprio nome sugere, este padrão organiza os componentes do projeto em camadas horizontais que se interconectam, mas são independentes entre si

Cada camada terá uma função no aplicativo, se dedicando a tarefas específicas, e seus componentes trabalharão a aplicabilidade de cada uma delas.

Este modelo é muito utilizado em aplicativos que precisam ser construídos rapidamente e em projetos que exigem um padrão rigoroso de testes e manutenção. Um bom exemplo são os aplicativos de e-commerce.

Os desenvolvedores que não têm experiência em outros formatos se beneficiam muito da arquitetura em camadas. 

Assim, podemos citar como principais vantagens desse modelo a alta capacidade e praticidade de testes, além da facilidade de desenvolvimento, manutenção e atribuição de funções. 

 

Modelo client-server

A arquitetura do cliente-servidor é utilizada sobretudo em aplicativos de bancos e e-mails. Nesse caso, a informação é organizada de acordo com módulos e processos distintos

Enquanto um módulo se dedica à manutenção da informação, o outro é responsável pela obtenção de dados. 

Para a aplicação deste modelo, é primordial a disponibilização de uma rede de acesso às informações pelo cliente. 

 

Arquitetura baseada em evento

O padrão de arquitetura de software baseado em eventos é utilizado prioritariamente em projetos de sistemas que precisam ser altamente escaláveis.

Nesse caso, a formação da estrutura se dá por componentes de captura, processamento, comunicação e persistência de eventos.

Cria-se uma unidade central com a atribuição de recepção e aceitação dos dados e esses dados são delegados a diferentes módulos assincronamente.

Assim, as aplicações associadas a este tipo de arquitetura funcionam melhor quando utilizadas em sistemas com fluxo de dados assíncrono. 

A facilidade de adaptação em ambientes complexos, a praticidade do escalonamento e a possibilidade de extensão a partir do surgimento de novos eventos são as principais vantagens do modelo. 

 

Arquitetura baseada em espaço 

O objetivo da criação deste tipo de arquitetura de software é solucionar impasses relacionados à escalabilidade e à simultaneidade para evitar um possível colapso devido às altas cargas.

A arquitetura baseada em espaço elimina a restrição do banco de dados e usa grades replicadas na memória para alcançar uma alta escalabilidade.

Ela é recomendada para os casos em que o número de usuários simultâneos das aplicações é variável ou imprevisível.

Portanto, algumas das vantagens deste modelo são as respostas rápidas em ambientes que passam por constantes mudanças, a alta escalabilidade devido à independência em relação a um banco de dados centralizado, o bom desempenho por conta dos mecanismos de acesso a dados e armazenamento em cache e a implementação simplificada.

 

Arquitetura de micronúcleo

Esse padrão também é chamado de arquitetura de microkernel e sua principal característica é o fato de todas as atividades serem desenvolvidas fora do núcleo. 

Por conta dos componentes intercambiáveis, sua utilização é aplicável a sistemas adaptáveis a mudanças de requisitos.

Assim, pode-se trabalhar com recursos adicionais no formato de plug-ins, o que permite o isolamento de recursos e uma lógica customizada.

O modelo trabalha com os componentes divididos em duas categorias: o sistema principal e os módulos de plug-in.

Suas características tornam o padrão eficaz na implementação de aplicativos baseados em produtos, aplicativos de agendamento de tarefas e de fluxo de trabalho.  

A flexibilidade e a possibilidade de extensão são duas vantagens da arquitetura de micronúcleo, além da facilidade de implementação, da portabilidade e das respostas rápidas. 

Por fim, destacam-se também seu bom desempenho e os testes isolados nos módulos de plug-in.

 

Arquitetura de microsserviços

Neste modelo, trabalha-se com diversos aplicativos de maneira conjunta, mas cada um deles tem sua própria função que pode ser desenvolvida separadamente.

A interação se dá a partir da comunicação de uns com os outros, que tem como pré-requisito a compatibilidade das mensagens com as versões anteriores.

A arquitetura de microsserviços é muito utilizada por equipes de desenvolvedores que trabalham à distância e também em sites com pequenos componentes e data centers corporativos.   

Algumas das vantagens desse padrão são:

  • Gestão individual de cada microsserviço;
  • Dimensionamento focado em microsserviços específicos;
  • Facilidade de entendimento e modificação do aplicativo;
  • Implementação independente, rápida e frequente com testes práticos. 

 

Arquitetura MVC 

O model-view-controller é um modelo interativo de sistema e divide o projeto do software em três camadas: modelo, visão e controlador.

O modelo está relacionado à manipulação da lógica de dados, a visão se liga à interface do usuário e o controlador ao fluxo de aplicação. 

Com essa divisão, a manutenção do código torna-se mais fácil e ele pode ser utilizado novamente em outros projetos. 

 

Modelo pipe-and-filter

É este o tipo de arquitetura utilizado no sistema Linux. Trata-se de um modelo linear, com a utilização dos componentes computacionais como filtros. 

Esses componentes recebem uma entrada que é transformada a partir de um ou mais algoritmos. Em seguida, é gerada uma saída para um canal de comunicação.  

 

Qual é o melhor tipo de arquitetura de software?

É possível inferir, a partir da leitura do conteúdo, que não há uma resposta unânime sobre a melhor escolha no que diz respeito aos padrões de arquitetura de software. 

Essa escolha vai depender do projeto e das funções específicas do sistema em questão. Como vimos, é muito comum, inclusive, a combinação de diferentes tipos de arquitetura. 

A chave para a melhor escolha é estudar a fundo o objetivo do sistema e o problema que ele deve solucionar.

Além disso, é importante contar com o auxílio de um arquiteto de software experiente, que certamente conhecerá as melhores opções de acordo com a demanda.

E, na concepção do software, uma etapa importante é a do code review, que corresponde a um processo de revisão para encontrar possíveis brechas no sistema

Ou seja, após a definição e seguimento de um determinado modelo de arquitetura de software, é importante passar por cada etapa do desenvolvimento de maneira minuciosa. 

Se você quer conhecer melhor todo o processo de desenvolvimento de um sistema, a começar pela definição do tipo de arquitetura de software até chegar à etapa do code review, pode começar lendo o nosso artigo sobre o assunto. Até a próxima!

Receba novidades:







    Deixe um comentário

    O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *