Interfaces para los programas de aplicación (APIs) · DSI – EIE - FCEIA Informática...

Informática Electrónica

Interfaces para los programas de aplicación

(APIs)

DSI- EIE – FCEIA2015

DSI – EIE - FCEIA Informática Electrónica 2

¿Que es un API?

● Application Program Interface (interface para programas aplicativos) es el mecanismo mediante el cual un programa aplicativo accede a servicios de otros componentes de software

● Un API puede tomar distintas formas:– Librerías

– Procedimientos

– Protocolos

– Objetos


Componentes de un API

● Convenciones de utilización● Estructuras de datos● Protocolos de invocación● Mecanismos de sincronización


API: Conceptos

● Conceptualmente, un API expone a los programas del usuario un conjunto de funcionalidades accesibles un forma controlada

● Un API puede permitir el acceso a dispositivos físicos (device drivers), a servicios de plataforma tales como E/S y comunicaciones o a funcionalidades específicas de una pieza de software


API: Arquitectura

Software/hardware

API

Aplicación


API: Arquitectura

API

AplicaciónLlamada Respuesta


APIs Síncronas / Asíncronas

● En el primer caso, la respuesta se produce como consecuencia de la llamada: existe una relación causal entre ambas y un ordenamiento temporal secuencial

● En el caso asíncrono la respuesta se produce por la ocurrencia de un evento externo, ante el cual el aplicativo es informado por el API


APIs Síncronas

Aplicativo API

t0

t1

solicitud

respuesta


APIs Asíncronas

t t

Aplicativo API

Evento e

t0

t1

t3

t2

Registra interés en evento “e”

registrado

Suceso: evento “e”


API: Tipos

● Dependiente del lenguaje: disponible para ser utilizada desde un lenguaje de programación específico. Ejemplo: API de sockets de UNIX (C)

● Independiente del lenguaje: diseñada de forma tal que puede utilizarse por programas escritos en distintos lenguajes de programación. Ejemplo: web services, NMEA, ELCOM


API: Ejemplos

● POSIX: Interface a los servicios de los sistemas operativos UNIX/POSIX

● WIN32: Interface a los servicios de Windows● Nvidia CUDA: (Compute Unified Device

Architecture) compilador y conjunto de herramientas de desarrollo que permiten a los programadores usar una variación del lenguaje C para codificar algoritmos en GPUs de nVidia

● NMEA: interface a instrumentos de navegación


Componentes de un API

● Uno o mas archivos de encabezado (*.h)● Una o mas librerías (*.o, *.lib, *.dll, etc.)● Un paquete de clases (Java: *.jar)● Usualmente encapsuladas en un “SDK”

(software Development Kit)● Una especificación de protocolo y mensajes


Modelos

● Un API puede utilizar uno o mas mecanismos para comunicarse con los programas aplicativos, por ejemplo:– Llamada a funciones

– Invocación de métodos

– Paso de mensajes


API Basada en Funciones

● Un API basada en funciones se presenta como una librería que se carga dinámica o estáticamente, y un conjunto de funciones o procedimientos que pueden invocarse desde un programa aplicativo

● Para utilizarla se debe compilar el aplicativo junto con los encabezados (*.h) y vincular con uno o mas archivos *.lib

● Si la librería es dinámica se carga sólo en el momento de ejecución, y toma la forma de DLLs (Windows) o SO (Unix/Linux)


API Basada en Funciones

● Es un modelo utilizado en lenguaje C● Ejemplos:

– Placas adquisidoras de datos y conversores A/D

– Placas de comunicaciones

– Placas de captura de video


APIs basadas en Eventos

● Utilizadas para comunicaciones asíncronas con dispositivos de interface que producen estímulos desde el entorno, por ejemplo un sensor de nivel o un pulsador

● Frecuentemente la interacción se lleva a cabo mediante “funciones de call-back”

● Similar a las rutinas de atención de interrupción (ISR)


Funciones de Call-Back

● Cuando un programa tiene interés de conocer la ocurrencia de un evento, se “registra” como tal llamando una función del API e indicando como uno de sus argumentos un puntero a una función, que será invocada por el API ante la ocurrencia del evento en cuestión


Call-Back: Ejemplo

● El uso de “señales” en POSIX permite que un programa de aplicación sea notificado de la ocurrencia de un evento de su interés

● El programa aplicativo puede asociar un “manejador de señal”, que es una función que actúa en consecuencia a la notificación del evento

● El API de señales está incluido en <signal.h>


Callbacks: signal()

● La función signal() permite asociar un manejador a la ocurrencia de una señal mediante un puntero a función, utilizando el mecanismo de callback:

int (*signal(int sig, void (*func)()))()


Ejemplo: señales#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <signal.h>

void sigproc( int a ){signal(SIGINT, sigproc);printf("\nctrlc presionado \n");printf("presione ctrl\\ para salir\n");return;

}

void quitproc( int b ){printf("ctrl\\: programa interrumpido\n");

exit(0);}

int main(void) {puts("Informatica Electronica Ejemplo callbacks");

signal(SIGINT, sigproc); signal(SIGQUIT, quitproc); printf("ctrlc deshabilitado\n");

for(;;);

return EXIT_SUCCESS;}


API Basada en Mensajes

● Establecen protocolos de diálogo en una arquitectura similar al modelo OSI

● Incluyen al menos una capa física, una de enlace y una de aplicación

● Como el intercambio está basado en mensajes, permiten independizar el lenguaje del aplicativo

● Ejemplos:– NMEA

– Garmin

– ELCOM


APIs Basada en Objetos

● Utilizable cuando el lenguaje de programación soporta el modelo de objetos: Java, C++, .Net

● Se presenta como un paquete de clases que brindan las funcionalidades requeridas mediante la instanciación de objetos y la posterior invocación de métodos sobre estos objetos

● Ejemplos:– Android SDK para dispositivos móviles

– Componentes de comunicaciones: TcpSocket, etc.


Código: Ejemplos

● Funcional:int nbytes = send(tx_buf, len);/* C */

● Objetos:

sf::TcpSocket socket;

socket.connect(sf::IpAddress(address), port); // c++


Caso de Estudio

● En la práctica 5 trabajaremos con un API (NMEA) y dos device drivers: el del reloj de tiempo real y un puerto serie de una PC

● El informe debe entregarse en formato electrónico antes del 20 de junio

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