En informática, una interfaz es un límite compartido a través del cual dos o más componentes separados de un sistema informático intercambian información. El intercambio puede ser entre software , hardware informático , dispositivos periféricos , humanos y combinaciones de estos. [1] Algunos dispositivos de hardware informático, como una pantalla táctil , pueden enviar y recibir datos a través de la interfaz, mientras que otros, como un mouse o un micrófono, pueden proporcionar solo una interfaz para enviar datos a un sistema determinado. [2]
Las interfaces de hardware existen en muchos componentes, como los distintos buses , dispositivos de almacenamiento , otros dispositivos de E/S , etc. Una interfaz de hardware se describe mediante las señales mecánicas, eléctricas y lógicas en la interfaz y el protocolo para secuenciarlas (a veces llamado señalización). [3] Una interfaz estándar, como SCSI , desacopla el diseño y la introducción de hardware informático, como dispositivos de E/S , del diseño y la introducción de otros componentes de un sistema informático, lo que permite a los usuarios y fabricantes una gran flexibilidad en la implementación de sistemas informáticos. [3] Las interfaces de hardware pueden ser paralelas con varias conexiones eléctricas que transportan partes de los datos simultáneamente o en serie donde los datos se envían un bit a la vez. [4]
Una interfaz de software puede hacer referencia a una amplia gama de diferentes tipos de interfaces en diferentes "niveles". Por ejemplo, un sistema operativo puede interactuar con piezas de hardware. Las aplicaciones o programas que se ejecutan en el sistema operativo pueden necesitar interactuar a través de flujos de datos , filtros y canalizaciones. [5] En los programas orientados a objetos , los objetos dentro de una aplicación pueden necesitar interactuar a través de métodos . [6]
Un principio clave del diseño es prohibir el acceso a todos los recursos de forma predeterminada, permitiendo el acceso solo a través de puntos de entrada bien definidos, es decir, interfaces. [7] Las interfaces de software proporcionan acceso a los recursos informáticos (como memoria, CPU, almacenamiento, etc.) del sistema informático subyacente; el acceso directo (es decir, no a través de interfaces bien diseñadas) a dichos recursos por parte del software puede tener ramificaciones importantes, a veces desastrosas, para la funcionalidad y la estabilidad. [ cita requerida ]
Las interfaces entre componentes de software pueden proporcionar constantes , tipos de datos , tipos de procedimientos , especificaciones de excepciones y firmas de métodos . A veces, las variables públicas también se definen como parte de una interfaz. [8]
La interfaz de un módulo de software A se define deliberadamente por separado de la implementación de ese módulo. Esta última contiene el código real de los procedimientos y métodos descritos en la interfaz, así como otras variables, procedimientos, etc. "privados". Otro módulo de software B , por ejemplo el cliente de A , que interactúa con A se ve obligado a hacerlo sólo a través de la interfaz publicada. Una ventaja práctica de este arreglo es que reemplazar la implementación de A con otra implementación de la misma interfaz no debería hacer que B falle: la forma en que A cumple internamente los requisitos de la interfaz no es relevante para B , que sólo se ocupa de las especificaciones de la interfaz. (Véase también el principio de sustitución de Liskov .) [ cita requerida ]
En algunos lenguajes orientados a objetos , especialmente aquellos sin herencia múltiple completa , el término interfaz se utiliza para definir un tipo abstracto que actúa como una abstracción de una clase . No contiene datos, pero define comportamientos como firmas de métodos . Se dice que una clase que tiene código y datos para todos los métodos correspondientes a esa interfaz y que lo declara implementa esa interfaz. [9] Además, incluso en lenguajes de herencia única, se pueden implementar múltiples interfaces y, por lo tanto, pueden ser de diferentes tipos al mismo tiempo. [10]
Una interfaz es, por tanto, una definición de tipo ; en cualquier lugar en el que se pueda intercambiar un objeto (por ejemplo, en una llamada a una función o a un método ), el tipo del objeto que se va a intercambiar se puede definir en términos de una de sus interfaces implementadas o clases base en lugar de especificar la clase específica . Este enfoque significa que se puede utilizar cualquier clase que implemente esa interfaz. [ cita requerida ] Por ejemplo, se puede utilizar una implementación ficticia para permitir que el desarrollo avance antes de que esté disponible la implementación final. En otro caso, se puede sustituir una implementación falsa o simulada durante las pruebas. Estas implementaciones de prueba se reemplazan por código real más adelante en el proceso de desarrollo.
Por lo general, un método definido en una interfaz no contiene código y, por lo tanto, no puede ser llamado; debe implementarse mediante código no abstracto para que se ejecute cuando se lo invoca. [ cita requerida ] Una interfaz llamada " Stack" puede definir dos métodos: push()y pop(). Se puede implementar de diferentes maneras, por ejemplo, FastStacky GenericStack: el primero es rápido, ya que trabaja con una estructura de datos de tamaño fijo, y el segundo utiliza una estructura de datos que se puede redimensionar, pero a costa de una velocidad algo menor.
Aunque las interfaces pueden contener muchos métodos, pueden contener solo uno o incluso ninguno. Por ejemplo, el lenguaje Java define la interfaz Readableque tiene el método único; se utilizan varias implementaciones para diferentes propósitos, incluyendo , , , , y . Las interfaces de marcador como no contienen ningún método y sirven para proporcionar información en tiempo de ejecución al procesamiento genérico mediante Reflection . [11]read()BufferedReaderFileReaderInputStreamReaderPipedReaderStringReaderSerializable
El uso de interfaces permite un estilo de programación denominado programación para la interfaz . La idea detrás de este enfoque es basar la lógica de programación en las interfaces de los objetos utilizados, en lugar de en detalles de implementación internos. La programación para la interfaz reduce la dependencia de los detalles de implementación y hace que el código sea más reutilizable. [12]
Llevando esta idea al extremo, la inversión de control deja el contexto para inyectar el código con las implementaciones específicas de la interfaz que se utilizará para realizar el trabajo.
Una interfaz de usuario es un punto de interacción entre una computadora y los humanos; incluye cualquier número de modalidades de interacción (como gráficos, sonido, posición, movimiento, etc.) donde se transfieren datos entre el usuario y el sistema informático.
Una vez que dependes solo de interfaces, estás desacoplado de la implementación. Eso significa que la implementación puede variar, y esa es una relación de dependencia saludable. Por ejemplo, para fines de prueba, puedes reemplazar una implementación de base de datos pesada con una implementación simulada más liviana. Afortunadamente, con el soporte de refactorización actual, ya no tienes que idear una interfaz por adelantado. Puedes destilar una interfaz de una clase concreta una vez que tienes la visión completa de un problema. La interfaz deseada está a solo una refactorización de "extracción de interfaz". ...
Hablaremos inicialmente de la interfaz serializable. Esta es una interfaz de marcador y no tiene ningún método.