De architect: in spagaat tussen mensen en technische details. Illustratie met een simpel voorbeeld

Transcriptie

1 De architect: in spagaat tussen mensen en technische details Illustratie met een simpel voorbeeld

2 Illustratie van stap voor stap naar een architectuur aan de hand van een voorbeeld Overview Exercise Assistant: het voorbeeld Stakeholders en hun wensen en eisen Stapsgewijs naar een architectuur die voldoet Voorbeeld is eenvoudig: Weinig stakeholders Weinig harde eisen De schaal van het systeem

3 Exercise Assistant Hulpmiddel voor studenten, bij het leren oplossen van bijvoorbeeld wiskundige vergelijkingen Inzetbaar in het onderwijs Maar ook: Onderwerp van onderzoek: work in progress

4 Uitgangspunt: desktop applicatie Equation Solver

5 Equation Solver Intelligente feedback geven op stappen in de oplossing van vergelijkingen met meerdere onbekenden Gemakkelijk uit te breiden naar andere domeinen (logica, andere wiskunde opgaven, ) Geschreven in Haskell functionele taal

6 Intelligente feedback of Voorbeeld uit de propositielogica: Je hebt onjuist toegepast: de De Morgan regel. Je hebt het volgende gedeelte herschreven: (p ٧ q) in : p ٧ q. Correcte toepassing van de regel resulteert in: p ٨ q. Bedoelde je soms voor oplossingen van opgaven of en

7 Nodig voor intelligente feedback: Representatie van een domein Regels voor oplossen Strategieën eerst de Morgan, dan distributie Implementatie gaat het handigst in een functionele taal

8 Functionele taal: Haskell Onder andere: Algebraïsche Datatypen data Tree = Empty Leaf Int Node Tree Tree depth :: Tree -> Int depth Empty = 0 depth (Leaf n) = 1 depth (Node l r) = 1 + max (depth l) (depth r)

9 Logische expressies in Haskell data Expression = Var String Expression :->: Expression -- implication Expression :<->: Expression -- equivalence Expression :&&: Expression -- and Expression : : Expression -- or Not Expression -- not T -- true F -- false

10 Regels voor afleidingen containsdoubleneg :: Expression -> Bool containsdoubleneg e = case e of Var v -> False (e1 :->: e2) -> containsdoubleneg e1 containsdoubleneg e2 (e1 :<->: e2) -> containsdoubleneg e1 containsdoubleneg e2 (e1 :&&: e2) -> containsdoubleneg e1 containsdoubleneg e2 (e1 : : e2) -> containsdoubleneg e1 containsdoubleneg e2 Not (Not e) -> True Not e -> containsdoubleneg e T -> False F -> False

11 Wens: on-line

12 Exercise assistant on-line

13 Waarom on-line? Geen noodzaak om versies voor verschillende platforms te onderhouden Work in progress, maar we willen het ondertussen ook al gaan gebruiken: veranderingen graag op één plaats Gegevens verzamelen over gebruik van de tool gaat lastig op individuele desktops

14 Uitgangspunt Programma geschreven in een functionele taal Student verandert expressie stap voor stap Functies: Oefening genereren Feedback op stap geven Hint geven (in tekst: regel die kan worden toegepast) Nextstep geven (in tekst, plus een expressie die in een stap kan worden afgeleid)

15 Stakeholders Gebruikers: studenten Ontwikkelaars: onderzoekers Later ook: docenten, webapplicatiebouwers

16 Gebruikers: studenten Duidelijke, intuitief werkende user-interface Gemakkelijke invoer, via muis of toetsenbord Directe response Niet wachten op volgende pagina Geen wachttijden wanneer meer studenten tegelijkertijd werken Duidelijke feedback Meerwaarde ten opzichte van papier en potlood

17 Ontwikkelaars: onderzoekers Experimenteren, dus veel en vaak kunnen veranderen Gui De functionaliteit zelf Veel en vaak kunnen uitbreiden: Meer domeinen ondersteunen Meer soorten oefeningen per domein De desktopversie erbij kunnen houden met minimale inspanning Gegevens van gebruik kunnen verzamelen

18 Ontwikkelaars: onderzoekers Waar mogelijk bestaande componenten gebruiken Niet opnieuw het wiel uitvinden Beschikbare tijd naar wat interessant is voor het onderzoek

19 Docenten Inpassen in eigen cursussite of eigen e-learning omgeving (maar vooral niet te moeilijk) Mogelijkheden: traject oefeningen samenstellen gegevens bijhouden over individuele studenten

20 Eisen, prioriteiten 1. Flexibiliteit GUI Functionaliteit 2. Response geen page reload schaalbaar 3. Gebruik bestaande componenten 4. Gemakkelijk inpasbaar in electronische leeromgevingen

21 Uitgangspunt en doel Code of executable Webserver die de oefeningen aanbiedt

22 Communicatie Haskell - webserver Programma-aanroep vanuit scripttaal en CGI -> vertraging vanwege steeds opnieuw starten programma Apachemodule, FastCGI -> zelf threads en scheduling schrijven Webserver die zelf in Haskell geschreven is -> niet ideaal: hercompileren bij elke verandering

23 Eisen 1. Flexibiliteit GUI Functionaliteit 2. Response geen page reload schaalbaar 3. Gebruik bestaande componenten 4. Inpasbaar in electronische leeromgevingen

24 Een tussenschakel gebruiken Browser Webserver Webserver als applicatieserver Browser Webserver Applicatieserver

25 Illustratie van: Bestaande componenten zijn niet gratis -> kosten van leren gebruiken en onderhouden afwegen tegen zelf bouwen -> goed kijken naar nadelen Een tussenschakel draagt bij aan flexibiliteit -> ontkoppelt (deels) de subsystemen aan weerszijden

26 Lijkt flexibel te zijn (MVC pattern) http Webserver: GUI (View en Control) Applicatieserver Functionaliteit (Model)

27 MVC pattern in een Webapplicatie View Controller Model Voordeel: Model en View ontkoppeld: Onafhankelijk van elkaar te veranderen Gebruiker Submit Browser Met HTML Request Feedback Webserver gegevens stap Feedback Haskell applicatieserver (3-tier applicaties: Presentatie = View+Controller Logicalaag = Model)

28 Eisen 1. Flexibiliteit GUI Functionaliteit 2. Response geen page reload schaalbaar 3. Gebruik bestaande componenten 4. Inpasbaar in electronische leeromgevingen

29 Responsetijd: Ajax Webserver Webserver Data request Nieuwe pagina request Webbrowser Webbrowser Ajax engine (Javascript) Webpagina met link <klik> <klik> Webpagina met link

30 Ajax inpassen Browser Webserver Webserver als applicatieserver Ajax via XMLHTTP

31 Verantwoordelijkheden Webserver Control: Ajax engine (Javascript) View: HTML, CSS, Applicatieserver Model: Haskell executable

32 Webserver Verloop communicatie Control: Ajax engine (Javascript) View: HTML, CSS, View en control Applicatieserver Model: Haskell executable Browser

33 In detail bekijken: Model, View en Control verknoopt Xmlhttp POST request url: Inhoud: stap=value&vorigestap=value feedback=value Browser krijgt van Webserver: View: HTML Control: Javascript Applicatieserver Biedt light-weight service Model

34 Eisen 1. Flexibiliteit GUI Functionaliteit 2. Response geen page reload schaalbaar 3. Gebruik bestaande componenten 4. Gemakkelijk inpasbaar in electronische leeromgevingen

35 Illustreert: Soms is detailkennis nodig over ingezette technieken Daardoor ook: steeds nieuwe inzichten in tactics en patterns Het probleem zit hem in de verbindingen Verknoping MVC in webtoepassingen is al vaker opgemerkt Oplossingen bijvoorbeeld Ruby on Rails: M en V en C vanuit één plek genereren. Ontwikkelaars: terugkoppelen naar architect wat lastiger is dan het lijkt.

36 Flexibiliteit, tactics Bescherm semantische coherentie -> dat is al gebeurd Parametriseer -> kunnen we proberen Verberg informatie -> is al gebeurd Gebruik een tussenschakel -> is al gebeurd (maar zou nogmaals kunnen)

37 Tussenschakel parametrisatie http http Cursuswebsite Beheer: docent Uiterlijk te beïnvloeden met css Webserver: Control Webserver: View: door Control gegenereerd Control: Javascript Webserver: Model

38 Eisen 1. Flexibiliteit GUI Functionaliteit 2. Response geen page reload schaalbaar 3. Gebruik bestaande componenten 4. Gemakkelijk inpasbaar in electronische leeromgevingen

39 Mogelijkheden: services bieden en gebruiken Oefeningen aanbieden Services gebruiken

40 Conclusies Voortschrijdend inzicht patterns Bij klein systeem al haken en ogen Problemen ingewikkelder door: Meer bestaande componenten inzetten (legacy) Alle systemen van één organisatie inbedden in architectuur -> ontwerpbeslissingen hebben verregaande gevolgen Meer stakeholders, lastiger om requirements compleet te krijgen, prioriteitenlijst van requirements te maken en vooral botsende concerns oplossen Communicatie naar buiten het systeem -> constraints Beslissing voor platforms vaak al genomen -> constraints

41 Conclusies 2 - Beschrijvingen ingewikkelder Concerns liefst kwantitatief uitdrukken Views op de architectuur voor de verschillende stakeholders Precieze betekenis pijlen en rechthoeken: ontwikkelaars moeten aan de slag kunnen Het vinden van componenten met de juiste functionaliteit is meestal niet het grootste probleem; de verbindingen zijn het probleem

42 Op beide vlakken excellent zijn: Mensen Techniek