Software Architecture

Back to IF3141 Sistem Informasi

Software Architecture

Questions/Cues

• Apa tujuan dan struktur software architecture?
• Faktor implementation-specific apa yang dipertimbangkan software architect?
• Apa perbedaan two-tier, three-tier, dan N-tier?
• Apa karakteristik component-based software architecture?
• Apa maksud spesifikasi komponen ‘black-box’?

Reference Points

• IF3141 Sistem Informasi (Slides 25-27)

Purpose dan Structure Software Architecture

Software architecture secara fundamental berkaitan dengan purpose dan structure dari aplikasi software, termasuk software components yang dapat dianggap menyediakan platform services dalam Infrastructure architecture.

Jika beroperasi dalam solution architecture yang telah dideskripsikan, maka tujuan software architecture adalah memecah (decompose) functional building blocks atau komponen dari solution architecture menjadi software components yang lebih granular, terdekomposisi, dan akhirnya lebih dapat diimplementasikan secara fisik jika diperlukan. Software architecture adalah tingkat granularitas paling rendah dan paling teknis di antara EA, solution, dan software architecture.

Faktor Implementation-Specific

Software architect memasukkan faktor-faktor yang lebih spesifik terhadap implementasi, seperti:

• Choice of development languages dan tools — pemilihan bahasa pemrograman dan perangkat pengembangan
• Structural constraints yang ditimbulkan oleh platform technologies yang dipilih
• Mengidentifikasi dan menerapkan logical dan physical design patterns yang sesuai untuk mendorong desain serta implementasi software yang robust

Di sinilah keputusan teknis konkret (framework, library, design pattern) diambil, yang berada di luar cakupan solution architecture yang lebih abstrak.

Tiered Software Architecture

Software architecture sering distrukturkan dalam bentuk tier (lapisan):

• Two-tier (client-server): client berinteraksi langsung dengan server (misal aplikasi desktop yang mengakses database langsung). Logika terbagi antara dua tingkat.
• Hierarchical client-server: variasi di mana server dapat menjadi client bagi server lain, membentuk hierarki layanan.
• Three-tiered: pemisahan menjadi tiga lapisan — presentation (UI), application/business logic, dan data. Setiap lapisan dapat berkembang independen.
• N-tiered: pemisahan menjadi banyak lapisan (misal web tier, API tier, business tier, integration tier, data tier), memberikan skalabilitas dan separation of concerns yang lebih baik.

Prinsip tiered mengikuti hierarchical architecture: lapisan atas bergantung pada layanan lapisan di bawahnya.

flowchart TD
    P["Presentation Tier<br/>(UI)"]
    B["Business Logic Tier<br/>(application)"]
    D["Data Tier<br/>(database)"]
    P --> B
    B --> D

Component-Based Software Architecture

Component-based software architecture memiliki karakteristik:

• Systems as assemblies of components — sistem dibangun sebagai rakitan komponen
• Functionality provided through component interactions — fungsionalitas muncul dari interaksi antar komponen
• Component specification at ‘black-box’ level — spesifikasi komponen umumnya dilakukan pada tingkat black-box: yang penting adalah interface-nya (apa yang masuk dan keluar), bukan implementasi internalnya. Ini mendukung loose coupling dan kemudahan penggantian
• Testing components — komponen dapat diuji secara terisolasi karena interface-nya jelas

Pendekatan ini mendukung reusability, replaceability, dan maintainability karena komponen dapat dikembangkan, diuji, dan diganti secara independen selama kontrak interface-nya dipenuhi.

Summary

Software Architecture adalah tingkat granularitas terendah dan paling teknis, berkaitan dengan purpose dan structure aplikasi software serta komponennya. Ia mendekomposisi building blocks solution architecture menjadi software components yang lebih granular dan implementable. Software architect memasukkan faktor implementation-specific: pemilihan languages/tools, structural constraints platform, dan design patterns untuk desain robust. Struktur umum berupa tiered architecture (two-tier client-server, hierarchical client-server, three-tier presentation/logic/data, dan N-tier) serta component-based architecture di mana sistem adalah rakitan komponen yang berinteraksi, dispesifikasi pada level black-box (fokus interface) dan dapat diuji secara terisolasi.

Additional Information

Architectural Styles Lanjutan

Selain tiered dan component-based, dikenal pula: Layered, Microservices, Event-Driven, Microkernel/Plugin, Pipe-and-Filter, dan Space-Based architecture. Pemilihan style bergantung pada quality attributes yang diprioritaskan.

Design Patterns (GoF)

Software architect kerap memanfaatkan pola desain: Creational (Factory, Singleton, Builder), Structural (Adapter, Facade, Proxy, Composite), dan Behavioral (Observer, Strategy, Command). Pola arsitektur level lebih tinggi: MVC, MVVM, Repository, CQRS.

Component Technologies

• Interface contracts: API, gRPC/Protobuf, OpenAPI
• Containerization: Docker, Kubernetes untuk deployment komponen
• Dependency Injection: Spring (Java), .NET DI, Dagger

Self-Exploration Projects

1. Rancang aplikasi inventory sederhana dalam arsitektur three-tier dan jelaskan tanggung jawab tiap tier.
2. Dekomposisi satu building block solution architecture menjadi komponen black-box dengan interface terdefinisi.

Further Reading

• Richards, M., Ford, N. Fundamentals of Software Architecture
• Gamma, E. et al. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software
• Martin, R. C. Clean Architecture