Patrón arquitectónico

Un patrón arquitectónico es una solución general y reutilizable para un problema común en la arquitectura de software dentro de un contexto determinado. Los patrones arquitectónicos abordan diversos problemas de la ingeniería de software, como las limitaciones de rendimiento del hardware informático, la alta disponibilidad y la minimización de un riesgo empresarial. Algunos patrones arquitectónicos se han implementado dentro de los marcos de software. Existen dos categorías principales de patrones arquitectónicos: monolíticos y distribuidos.

El uso de la palabra "patrón" en la industria del software estuvo influenciado por conceptos similares expresados en la arquitectura tradicional, como en A Pattern Language (1977) de Christopher Alexander, que analizó la práctica en términos de establecer un léxico de patrones, lo que impulsó a los profesionales de la informática a contemplar su propio léxico de diseño.

El uso de esta metáfora en la profesión de ingeniería de software se volvió común después de la publicación de Design Patterns (1994) de Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson y John Vlissides, ahora conocidos como la "Banda de los Cuatro", coincidiendo con los primeros años de la Internet pública, lo que marcó el inicio de los sistemas de software complejos que "se devoraban el mundo" y la correspondiente necesidad de codificar el mundo del desarrollo de software, que se expandía rápidamente, al nivel más profundo posible, sin dejar de ser flexible y adaptable.

Los patrones arquitectónicos son similares a los patrones de diseño de software, pero tienen un alcance más amplio.

Aunque un patrón arquitectónico transmite una imagen de un sistema, no es una arquitectura. Un patrón arquitectónico es un concepto que resuelve y delinea algunos elementos cohesivos esenciales de una arquitectura de software. Innumerables arquitecturas diferentes pueden implementar el mismo patrón y compartir las características relacionadas. Los patrones suelen definirse como "estrictamente descritos y comúnmente disponibles".

Siguiendo la arquitectura de construcción tradicional, un estilo arquitectónico de software es un método específico de construcción, caracterizado por las características que lo hacen notable.

Un estilo arquitectónico define: una familia de sistemas en términos de un patrón de organización estructural; un vocabulario de componentes y conectores, con limitaciones en cómo se pueden combinar.

Un estilo arquitectónico es una colección nombrada de decisiones de diseño arquitectónico que (1) son aplicables en un contexto de desarrollo dado, (2) limitar decisiones de diseño arquitectónico que son específicas a un sistema particular dentro de ese contexto, y (3) obtener cualidades beneficiosas en cada sistema resultante.

Algunos tratan los patrones arquitectónicos y los estilos arquitectónicos como si fueran lo mismo, otros tratan los estilos como especializaciones de los patrones. Lo que tienen en común es que tanto los patrones como los estilos son expresiones idiomáticas que utilizan los arquitectos, que "ofrecen un lenguaje común" o "vocabulario" con el que describir clases de sistemas.

La principal diferencia es que un patrón puede verse como una solución a un problema, mientras que un estilo es más general y no requiere de un problema a resolver para su aparición.

El software se gestiona en función de su espacio de problemas en el que se pueden aplicar soluciones. La siguiente tabla muestra cómo se considera el software en varios espacios de problemas, definidos por un subdominio y abordados con los patrones de diseño de software y patrones de solución correspondientes. Los subdominios se pueden incorporar al análisis de otros subdominios; por ejemplo, la solución de un problema de inteligencia artificial se aborda primero como un problema de arquitectura de datos.

Zona de subdominio	Patrón de arquitectura	Patrones de diseño de software	Patrones de solución	Patrones relacionados
Integración de datos/SOA	ETL (transformación y carga de extracción de datos)	Cambio de datos Cerca de tiempo real ETL Batch ETL Búsqueda de datos	Manejo de errores Programación de trabajo validación de datos Carga de dimensiones cambiantes lentamente	EAI Centro de datos maestro Almacenamiento de datos operacionales (ODS) Data mart Almacen de datos
	MFT
	EAI/ESB	Publish/subscribe Solicitud/reply Patrones de intercambio de mensajes	Un solo paso Solicitud/respuesta sincronizada Llamamiento básico Verificación de reclamaciones	SOA
Arquitectura de datos	Almacenes de datos de transacciones (TDS/OLTP) Tienda de datos maestra Almacenamiento de datos operacionales Big data Data mart Almacen de datos	Bases de datos de aplicaciones personalizadas Bases de datos de aplicaciones envasadas	Sistema de archivos agrupados NoSQL Database	ETL EAI SOA MapReduce
Análisis e inteligencia empresarial	Transactional reporting Análisis operativo Análisis de negocios Análisis predictivo Analítica prescriptiva Streaming analytics Ciencia de datos y analítica avanzada NLP	Acceso a los datos de presentación de informes Acceso a los datos de presentación de informes operacionales Acceso a los datos de presentación de informes analíticos Acceso a datos de panel analítico Acceso a los datos del panel operativo Minería de datos	Dashboards en tiempo real Análisis en memoria Análisis estadístico Análisis predictivo	ETL EAI TDS Almacenamiento de datos operacionales Data mart
Gestión de datos	Centro de datos maestro	Replicación de datos maestros Servicios de datos básicos Sincronización de datos maestros		Cambio de datos EAI STD
Modelado de datos	Modelado de datos dimensionales Modelado de datos E-R	Normas de modelo Convenciones de nombres
Inteligencia artificial	Gestión de decisiones Reconocimiento del discurso Análisis de texto y NLP Generación de lenguaje natural Aprendizaje clásico de máquina El aprendizaje profundo Automatización del proceso robótico Análisis de imagen y vídeo

Algunos ejemplos de patrones arquitectónicos:

• Arquitectura basada en células
• Sistema de pizarra
• Patrón de rotor
• Arquitectura impulsada por el evento
• Patrón de Saga
• Patrón monolítico
• Patrón distribuido
• Monolito modular
• Invocación implícita
• Capas
• Arquitectura hexagonal
• Microservicios
• Acción-dominio-responder,
  • Modelo – vista–controlador
  • Presentación–abstracción–control
  • Modelo – vista–presentador
  • Modelo – vista – modelo
  • Modelo–view–adapter
• Sistema de componentes de la Entidad
• Intity-control-boundary
• Arquitectura multitier (a menudo de tres niveles o n- Más alto)
• Programación orientada hacia los objetos
• Objetos desnudos
• Almacenamiento de datos operacionales (ODS)
• Peer-to-peer
• Arquitectura de tuberías y filtros
• Arquitectura orientada al servicio
• Arquitectura basada en el espacio
• Tabla de hash distribuida
• Publish-subscribe patrón
• Corredor de mensajes
• Modelo jerárquico – vista–controlador

• Lista de estilos y patrones de arquitectura de software
• Servicio de mensajería de procesamiento
• Arquitectura empresarial
• capas comunes en un sistema de información arquitectura lógica

• Avgeriou, París; Zdun, Uwe (2005). "Los patrones arquitectónicos revisitados: un lenguaje de patrón" (PDF). 10a Conferencia Europea sobre Lenguas Patentes de Programas (EuroPlop 2005), Irsee, Alemania, julio. UVK Verlagsgesellschaft. pp. 1–39. CiteSeerX 10.1.1.141.7444. ISBN 9783879408054.

• Buschmann F.; Meunier R.; Rohnert H.; Sommerlad P.; Stal M. (1996). Arquitectura de software orientada al patrón: un sistema de patrones. Wiley. ISBN 9781118725269.

• Bass L.; Clements P.; Kazman R. (2003). Arquitectura de software en la práctica. Addison-Wesley. ISBN 9780321154958.