软件体系结构8、软件质量属性4修改
软件体系结构5_软件体系结构的质量属性
软件体系结构5_软件体系结构的质量属性
1. 性能（Performance）：性能是衡量软件体系结构完成特定任务所需的时间和资源的能力。
在性能方面，主要关注的指标包括响应时间、吞吐量和资源利用率。
一个好的体系结构应能够支持大规模并发用户使用，而不会因为系统负载增加而导致性能下降。
2. 可用性（Availability）：可用性是指软件体系结构在特定时间内处于可操作状态的能力。
可用性主要与系统的可靠性、容错性和可恢复性相关。
一个可靠的软件体系结构应能够及时响应用户需求，并尽量减少停机时间和故障恢复时间，提供稳定、可靠的服务。
3. 可靠性（Reliability）：可靠性是指软件体系结构在给定的时间内正确执行其功能的能力。
可靠性与系统的错误率和故障率相关。
一个可靠的软件体系结构应能够预防和容忍异常情况，以确保正确的运行，保证数据的完整性和准确性。
4. 安全性（Security）：安全性是指软件体系结构在防止未经授权的访问和保护用户数据等方面的能力。
软件体系结构应能够识别和阻止潜在的安全威胁，如恶意攻击、非法访问和数据泄露等。
安全性要求通常包括认证、授权、加密和审计等功能。
5. 可扩展性（Scalability）：可扩展性是指软件体系结构能够在不同规模和负载下进行水平或垂直扩展的能力。
一个可扩展的软件体系结构应能够动态调整资源，并能够在需要时自动增加或减少处理能力，以适应不断变化的用户需求。
总之，软件体系结构的质量属性是衡量软件体系结构能力和性能的关键指标。
在设计软件体系结构时，需要充分考虑这些质量属性，以确保软件能够满足用户的需求，并具有高性能、可靠性、安全性和可扩展性。
软件体系结构课件_(第八课)质量属性
心跳 异常
可以用层级形式组织 在不同进程 中操作 和命令/响应战术的区别是？
在一个进程中操作
什么是异常？
异常是对程序接口隐含假设的一种违反
例如：
Public
class void Transfer (Account from, Account to, Decimal amount)
质量属性
Review(复习)
几种常见的质量属性：
可用性 可修改性 性能 安全性 可测试性 易用性
可用性
和系统故障及其后果有关的质量属性 定义：？
平均正常工作时间 （平均正常工作时间 平均修复时间）
理解？
可理解为计算机在任一时刻正常工作的概率。
在何时需要强调可用性？
行初始化。（定期设置持久设备的系统状态 的检查点，并记录持久设备的所有状态变化 能够使备件设置为适当的状态）
备件
一般用于硬件/操作系统的解决方案
定期设置持久设备的系统状态的检查点，并记录持久设备 的所有状态变化能够使备件设置为适当的状态
状态记录
重启 出现故障
重新引入
Shadow操作
以前出现故障的组件可以在短时间
我们认为，解决该问题的关键，就是采用高可用
性的群集解决方案。在一个承担关键业务的计算 中心，采用多台主机共享一套存储设备存储业务 数据，主机之间通过物理连接形成一定的相互联 系，与相应的群集软件配合，可以实现如下功能： 当整套系统中出现任何一个单点故障，都有相应 的冗余部件代替发挥相应的功能，从而保证业务 的正常进行，在此过程中的物理设备和应用软件 的切换都不会被前端用户所察觉。
双机就绪模式
软件工程名词解释
1. 软件软件是计算机系统中与硬件相互依存的部分，它是包括程序、数据及相关文档的完整集合。
2. 软件危机软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
3. 软件工程软件工程是研究和应用如何以系统化的、规范的、可度量的方法去开发、运行和维护软件，即把工程化应用到软件上。
4. 软件生存周期软件生存周期是指软件产品从考虑其概念开始到该软件产品交付使用，直至最终退役为止的整个过程，一般包括计划、分析、设计、实现、测试、集成、交付、维护等阶段。
5. 软件复用软件复用就是利用某些已开发的、对建立新系统有用的软件元素来生成新的软件系统。
6. 质量质量是产品或服务满足明确或隐含需求能力的特性和特征的集合。
在合同环境下，需求是明确的；在其他环境下，隐含的需求需要识别和定义。
7. 质量策划质量策划包括产品策划、管理和作业策划，以及质量计划的编制和质量改进的准备工作。
8. 质量改进质量改进是以最求最高的效益和效率为目标的持续性活动。
9. 质量控制质量控制是对流程和产品的符合性的评估，独立分析不足并予以更正使得产品与需求相符。
10. 质量保证质量保证是有计划的和系统性的活动，它对部件或产品满足确定的技术需求提供足够的信心。
11. 软件质量软件质量是指明确声明的功能和性能需求、明确文档化的开发标准、以及专业人员开发的软件所具有的所有隐含特征都得到满足。
12. 正式技术复审正式技术复审是一种由软件开发人员进行的软件质量保证活动，其目的是在软件的任何一种表示形式中发现功能、逻辑或实现的错误，验证经过复审的软件确实满足需求，保证软件符合预定义的标准，使软件按照一致的方式开发，使项目更易于管理。
13. ISOISO是一个组织的英语简称，代表International Organization for Standardization，即"国际标准化组织"。
14. ISO9000ISO9000是由ISO/TC176制定的关于质量管理和质量保证的国际标准。
软件体系结构
软件体系结构在软件开发过程中，软件体系结构是一个至关重要的概念。
软件体系结构是指软件系统中的各个组件、模块和它们之间的关系。
一个优秀的软件体系结构可以提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性，同时也有利于降低开发成本和提高软件质量。
软件体系结构的定义软件体系结构是指软件系统中各个部分相互之间的组织方式。
它包括软件系统中的组件、组件之间的关系，以及这些组件和关系在整体上所形成的结构。
软件体系结构描述了软件系统的整体结构，以及各个组件之间的相互作用。
软件体系结构的重要性软件体系结构在软件开发过程中起着至关重要的作用。
一个良好的软件体系结构可以帮助开发人员更好地理解软件系统的结构和设计，从而更容易进行软件开发、测试、部署和维护。
此外，良好的软件体系结构还可以提高软件系统的性能、可靠性和安全性，降低软件开发和维护的成本。
软件体系结构的组成一个软件系统的体系结构通常由以下几个组成部分组成：1.组件（Components）：软件系统中的各个部分。
2.接口（Interfaces）：组件之间进行通信和交互的方式。
3.关系（Relationships）：描述组件之间的依赖关系，如依赖、引用、调用等。
4.约束（Constraints）：对组件之间交互的限制条件。
5.配置（Configurations）：软件系统中各个组件的布局和部署方式。
软件体系结构的类型软件体系结构可以分为多种类型，常见的软件体系结构包括：•分层体系结构：软件系统按层次结构组织，每一层负责不同的功能。
•客户端-服务器体系结构：软件系统分为客户端和服务器，客户端负责用户界面，服务器负责处理业务逻辑。
•面向服务的体系结构：软件系统以服务为中心，各个组件之间通过服务进行通信和交互。
•事件驱动体系结构：软件系统通过事件进行通信和控制。
•管道和过滤器体系结构：软件系统通过一系列过滤器进行数据处理。
软件体系结构的设计原则在设计软件体系结构时，需要遵循一些设计原则，以确保软件系统的质量和可维护性：1.模块化：将软件系统划分为多个独立的模块，每个模块负责一个特定的功能。
软件体系结构考试习题集含答案样本
1.面向对象办法优势体当前（ABD ）A．简化软件开发过程B．支持软件复用C．提高软件运营效率D．改进软件构造2.顾客界面设计中三条“黄金规则”是（ABC ）A．使系统处在顾客控制之中B．减少顾客记忆承担C．保持界面一致性D．保证顾客易学性E．顾客界面分析和设计过程是迭代, 其中涉及活动是（ABCD ）F．顾客、任务以及环境分析和建模G．界面设计H．界面实现I．界面确认3.界面确认需要注意三个方面（ABC ）A．界面对的完毕了顾客任务, 适应顾客任务变化B．易学性和易用限度C．顾客接受限度D．顾客习惯4.顾客界面分析时普通采用信息获取方式涉及（ABCD ）A．顾客会谈B．销售人员信息采集C．市场分析D．顾客支持人员信息收集5.（C ）把完毕一种特定功能动作序列抽象为一种过程名和参数表A．数据抽象B．动作抽象C．过程抽象D．类型抽象6.（A）把一种数据对象定义抽象为一种数据类型名A．数据抽象B．动作抽象C．过程抽象D．类型抽象7.软件体系构造设计需要考虑如下（ABCD ）A．合用性B．构造稳定性C．可扩展性D．可复用性8.模块设计时应当考虑（AB ）A．模块功能独立B．模块信息隐藏C．模块接口简朴D．模块实现简朴9.一种完整软件设计重要活动涉及有（ABCD ）A．体系构造设计B．界面设计C．模块/子系统设计、D．数据模型、过程/算法设计等E．模块化是指把一种复杂问题分割成若干个可管理小问题后, 更易于理解, 模块化正是以此为根据, 在划分模块过程中应当考虑到（ABC ）F．模块可分解性、可组装型G．模块可理解性、持续性、H．模块保护1.尽量低分割模块, 使得问题难度降到最2.什么是软件工程？构成软件工程要素是什么？3.软件工程是将系统化、规范、可度量办法应用于软件开发、运营和维护过程, 即将工程化应用于软件开发和管理之中, 对所选办法研究。
软件工程要素由办法、工具和过程构成。
办法支撑过程和工具, 而过程和工具增进办法学研究。
软件体系结构
1、MVC（模型-视图-控制）：针对用户界面 模型：核心数据封装、逻辑和功能的计算，它独立于具体的界面表达和输入/输出操作。 视图：把模型数据等信息以特定形式展示给用户。 控制：处理用户与软件的交互操作。它接受用户的输入，将输入反馈给模型，进而实现对模 型的计算控制，是使模型和视图协调工作的部件。
2、软件重用的定义 软件重用是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相近软件元素的过程。 可重用软件元素越大，重用粒度越大。
7、基于事件的隐式调用的定义 基于事件的隐式调用风格的思想是构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事 件。系统中的其它构件中的过程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动调 用在这个事件中注册的所有过程，这样，一个事件的触发就导致了另一个模块中过程的调用。
8、基于事件的隐式调用的优缺点 优点： （1）为软件重用提供了强大的支持。 （2）为系统带来了方便。
end Attendห้องสมุดไป่ตู้e;
16、C2 对体系结构的描述 architecture MeetingScheduler is
conceptual_components Attendee;ImportantAttendee;MeetingInitiator;
connector connector MainConn is message_filter no_filtering; connector AttConn is message_filter no filtering; connector ImportantAttConn is message_filter no filtering;
软件体系结构知识点完整
1、构件是核心和基础，重用是必需的手段。
2、软件重用是指在两次或多次不同的软件软件开发过程中重复使用相同或相近软件元素的过程。
3、软件元素包括程序代码、设计文档、设计过程、需求分析文档甚至领域知识。
4、把可重用的元素称作软构件，简称为软构件。
5、可重用软件元素越大，就说重用的粒度越大。
6、构件是指语义完整、语法正确和有可重用价值的单位软件，是软件重用过程中可以明确辨识的系统；结构上，它是语义描述、通信接口和代码实现的复合体。
7、面向对象技术达到类级重用，以类为封装的单位。
8、构件模型是对构件本质特征的抽象描述。
三个主要流派，分别是OMG(对象管理组织)的CORBA（通用对象请求代理结构)、Sun的EJB和Microsoft的DOM（分布式构件对象模型）。
9、获取构件的四个途径：（1）从现有构件中获得符合要求的构件，直接使用或作适应性修改，得到可重用构件。
（2）通过遗留工程，将具有潜在重用价值的构件提取出来，得到可重用构件。
（3）从市场上购买现成的商业构件，即COTS构件。
（4）开发符合要求的构件。
10、构件分类方法三大类：关键字分类、刻面分类法、超文本组织方法11、构件检索方法：基于关键字的检索、刻面检索法、超文本检索法和其他检索方法。
12、减少构件修改的工作量，要求工作人员尽量使构件的功能、行为和接口设计更为抽象画、通用化和参数化。
13、构件组装技术：基于功能的组装技术、基于数据的组装技术和面向对象的组装技术。
14、软件体系结构的定义：软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。
软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。
软件体系结构的意义：（1）体系结构是风险承担者进行交流的手段；（2）体系结构是早期设计决策的体现--①软件体系结构明确了对系统实现的约束条件②软件体系结构决定了开发和维护组织的组织结构③软件体系结构制约着系统的质量属性④通过研究软件体系结构可能预测软件的质量⑤软件体系结构使推理和控制更改更简单⑥软件体系结构有助于循序渐进的原型设计⑦软件体系结构可以作为培训的基础；（3）软件体系结构是可传递和可重用的模型。
软件体系结构试题与解答
模拟试题（一）第一题: 名词解释(每题5分, 共20分)1.软件体系构造（Software Architecture）2.软件体系构造风格（Software Architecture Style）3.软件质量属性4.质量属性驱动旳设计措施（ADD）第二题: 单项选择(每题4分, 共20分)1. 下面哪种方略可以用来满足可测试性（Testability）旳质量属性?A) 心跳（Heartbeat） B) 模块旳抽象化（Generalize the module）C) 记录/重放 D) 授权顾客2. “系统在提供服务给合法顾客旳同步抵制未授权使用旳能力”这是哪种质量属性关怀旳问题？A) 性能 B) 可测试性C) 可移植性 D) 安全性3. 下面哪种视图不属于软件体系构造中定义旳“4+1”视图?A) 物理视图 B) 设计视图C) 场景视图 D) 开发视图4. 下面旳图是什么图？A) 序列图 B) 组件图C) 对象图 D) 用例图5. 下面旳图形描述了何种体系构造风格？A) C/S B) 有序批处理 C) 主程序/子程序 D) 面向对象第三题:简答（每题5分, 共20分）1.请描述管道-过滤器体系构造风格旳特点并给出适合使用这种风格旳一种应用场景。
2.请简要阐明黑板风格旳定义。
3.请简要阐明体系构造权衡分析措施和该措施旳特点。
4. 什么是“4+1视图”, 分别给出每个视图旳名称和重要关注点。
软件体系构造分析: 效用树(20分)某企业要开发一种在线交易系统, 该系统重要关注性能、可更改性、可用性和安全这五个质量属性。
负责开发旳团体分析了各个质量属性, 设计了一种参照旳体系构造。
该团体欲采用效用树技术对体系构造进行评估, 下面是有关旳场景: ☎∙∙站点 断电后 可以在 秒内完毕流量到站点 旳迁移；●信用卡交易需要有99.999% 旳安全性；●顾客旳授权数据库需要在 99.999% 旳状况下保证可用；●视频必须实时传播；●可以在4人-周内完毕对Web顾客界面旳变化网络失效和恢复必须在1.5分钟内完毕；●减少对客户数据库访问旳时间至200毫秒以内；请根据以上描述, 构建对应旳效用树2. 软件体系构造构建（20分）Travelling 是一家新兴旳旅游服务提供商, 可以在线为顾客提供在线旳实时旅游信息服务, 包括路线信息, 景点简介, 公交线路查询等, 其系统旳基本旳功能如下所示:☎∙∙顾客可以在网站上注册帐号和密码 成为该站点旳客户；☎∙∙客户可以使用浏览器访问网上旳站点 搜索并返回感爱好旳景点信息；☎∙∙该企业需要集成来自旅游线路提供商旳数据库 提供旅游线路支持；需要集成来自景点旳信息提供商旳数据库提供景点信息；需要集成公交企业旳应用系统提供公交信息查询能力。
软件质量属性
软件质量属性软件质量属性司宇明摘要：⼀个软件最为重要的阶段不是开发阶段，⽽是开发前各个阶段的准备。
⽐如需求分析以及软件架构，这些往往能够决定⼀个软件的优劣程度。
对于软件体系架构中⼜有很多重要的地⽅，其中质量属性是可以评价⼀个软件的好坏。
以此对软件架构的质量属性进⾏简单分析，望对软件体系架构有所帮助。
关键字：软件架构；软件质量属性软件质量是指在软件开发过程中形成的软件满⾜明确规定的需求的程度，也是衡量软件好坏的⼀个重要指标。
随着软件规模和复杂性的不断增⼤，如何控制和保证软件的质量已成为⼀个亟需解决的问题。
为了提⾼软件的质量，需要在整个软件开发周期中进⾏有计划的活动，包括对软件的评价。
随着软件体系结构的发展，对软件体系结构系统进⾏深⼊研究将会成为提⾼软件⽣产率和解决软件维护问题的新的最有效的途径。
⼀、什么是软件体系架构1.什么是架构对于架构，并不是软件第⼀个引⽤的，是从其他⾏业的引过来的。
不同的⾏业有不同的架构。
但是其实简单来说架构就是通过分配合作，⼈类⽤少的时间完成更多活动，让⼈类的⼯作更加有效率。
2.什么是软件什么是软件，不同的⼈有不同定义，参考资深架构师王概凯⽼师的架构漫谈随笔⼩⽣有些许的启发，软件只不过是将⼈类的期望或者⾏为加⼊到机器中，以此满⾜⼈类的⼯作期望或者⾏为期望这样都可以称为软件。
3.软件体系架构有了软件，有了架构，总之都是为了⽤更⾼的效率满⾜⼈类的⾏为期望。
因此在这样的基础上需要软件体系架构让这中转换更加有效率，变得更加规律化。
提⾼⼈类的利益。
软件体系结构是国际上软件⼯程研究的⼀个新兴领域，它的研究⽬前还处于初始阶段，对什么是软件体系结构还没有⼀个标准的、为⼤家所普遍接受的定义。
⼀般认为，⼀个软件系统的体系结构定义了组成系统的计算构件和构件之间的相互作⽤关系，在体系结构层次的构件如:客户、服务器、数据库、过滤器等；构件之间的交互可以是⾮常简单的。
⼆、软件架构质量属性分析1.常见质量属性分类常见的软件质量属性有6个，分别为可⽤性、可修改性、性能、安全性、可测试性、易⽤性。
软件体系结构评估.ppt
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基于度量的评估技术都涉及三个基本活动：首先需要建立质量属 性和度量之间的映射原则，即确定怎样从度量结果推出系统具有什么 样的质量属性；然后从软件体系结构文档中获取度量信息；最后根据 映射原则分析推导出系统的某些质量属性。因此，这些评估技术被认 为都采用了基于度量的评估方式。
基于度量的评估方式提供更为客观和量化的质量评估。这一评估方 式需要在软件体系结构的设计基本完成以后才能进行，而且需要评估 人员对待评估的体系结构十分了解，否则不能获取准确的度量。自动 的软件体系结构度量获取工具能在一定程度上简化评估的难度，例如 MAISA可从文本格式的UML图中抽取面向对象体系结构的度量。
（1）ATAM方法步骤简介； （2）获取和分析技术：效用树的生成，基于体系结构方法的获取/分 析，场景的映射等； （3）评估结果：所得出的场景及其优先级，用户理解/评估体系结构 的问题，描述驱动体系结构的需求并对这些需求进行分类，所确定的 一组体系结构方法和风格，一组所发现的风险点和无风险点、敏感点 和权衡点。
第8章：软件体系结构评估
☆ 软件体系结构评估概述 ☆ 软件体系结构评估的主要方式
☆ ATAM评估方法
2019-11-6
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8.1 体系结构评估概述
◇ 评估所关注的质量属性： 1、 性能
性能是指系统的响应能力，即要经过多长时间才能 对某个事件做出响应，或者在某段事件内系统所能处理 的事件的个数。
2019-11-6
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◇ 三种评估方式的比较
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8.3 ATAM评估方法
◇ ATAM评估的步骤
整个ATAM评估过程包括九个步骤，按其编号顺序分 别是描述ATAM方法、描述商业动机、描述体系结构、确 定体系结构方法、生成质量属性效用树、分析体系结构方 法、讨论和分级场景、分析体系结构方法（是第六步的重 复）、描述评估结果。
软件质量属性
软件质量属性1 性能（Performance）指系统的响应能力，既要经过多长时间才能对某个事件做出响应，或者在某段时间内系统所能处理事件的个数。
（经常用单位时间内所能处理的事务的数量或系统完成某个事务处理所需要的时间来定量表示。
性能测试经常要使用基准测试程序。
）2 可靠性（Reliability）指软件系统在应用或错误面前，在意外或错误面前使用的情况下维持软件系统功能特性的基本能力。
（是重要的软件特性之一，通常用它衡量在规定的条件和时间内，软件完成规定功能的能力。
通常是MTBF-平均失效间隔时间和MTTF-、平均失效等待时间来衡量。
）3 可用性（Availability）指系统能够正常运行的时间比例。
（经常用两次故障之间时间的长度或者出现故障时系统能够恢复正常的速度来表示。
）4 健壮性（Robustness）是指在处理或环境中，能够承受的压力或变更的能力。
（健壮性并不是说再系统发生错误时能继续运行，而是指系统按照事先定义好的方式运行-事务处理速度）指系统向合法用户提供服务的同时阻止非法用户的使用的企图或拒绝对其服务。
（根据系统可能受到的安全威胁可分为机密性、完整性、不可否认性和可控性等特性。
）6 可修改性只能够快速地以较高的性能价格比对系统进行变更的能力。
（通常以某些具体的变更为基准，通过考察这些变更的代价来衡量。
可修改性包含可维护性、可扩展性、结构重组和可移植性等方面。
）7 可变性指体系结构经扩充或变更为新体系结构的能力。
（这种新体系结构应该符合预先定义的规则，在某些具体方面不同于原有的体系结构。
当要将某个体系结构作为一系列相关产品的基础时，可变性尤为重要。
）8 易用性衡量用户使用一个软件完成指定任务的难易程度。
（用户对软件的易使用性、质量、效率以及效果的感觉，是交互的适应性、功能性和有效性的集中体现。
）9 可测试性指软件发生故障并隔离、定位其故障的能力特性，以及在一定的时间和成本前提下，进行测试设计和测试执行（通常，可测试性很好的软件必然是一个强内聚、弱耦合、接口明确、意图明细的软件，而不具有可测试性的软件往往是具有很强的耦合和混乱的逻辑。
软件质量体系标准
软件质量体系标准
软件质量体系标准主要包括以下几个方面：
1. 功能性：软件应该提供满足用户需求的功能，并且正确、准确地完成各项任务。
2. 可靠性：软件在各种情况下都能稳定运行，不会出现突然崩溃或数据丢失等问题。
3. 易用性：软件的用户界面友好，操作简单易懂，符合用户习惯。
4. 效率性：软件能够快速响应用户操作，处理速度满足用户需求。
5. 维护性：软件的代码结构清晰，易于修改和维护。
6. 兼容性：软件可以与各种不同型号、不同配置的硬件和软件进行兼容。
7. 可扩展性：软件可以适应业务发展和用户需求的变化，方便地进行升级和扩展。
8. 安全性：软件采取必要的安全措施，保护用户数据和隐私。
以上标准可以通过制定相应的质量保证计划、进行代码审查、测试验收、上线部署等环节来保证实现。
同时，持续改进也是软件质量体系标准的重要一环，通过不断优化和改进，可以提高软件的质量水平，提升用户体验。
概要设计中的软件体系结构
概要设计中的软件体系结构
软件体系结构的设计需要考虑多个方面。
首先，需要考虑系统
的整体结构，包括系统的分层、模块化和组件化等方面。
其次，需
要考虑系统中各个组件之间的交互和通信方式，以及数据流和控制
流的设计。
此外，还需要考虑系统的性能、可靠性、安全性等非功
能性需求，以及系统的扩展性和可维护性等方面。
在软件体系结构的设计过程中，通常会采用一些常见的体系结
构模式，如分层结构、客户端-服务器结构、面向服务的体系结构等。
这些模式可以帮助设计师更好地组织和规划系统的结构，提高系统
的灵活性和可扩展性。
此外，软件体系结构的设计还需要考虑到技术选型和平台选择
等因素。
设计师需要根据系统的需求和约束条件，选择合适的开发
语言、开发框架和技术平台，以确保系统能够在特定的环境中稳定
运行和高效工作。
总之，概要设计中的软件体系结构设计是整个软件开发过程中
至关重要的一环，它为系统的详细设计和开发提供了指导和基础，
对于确保系统的功能完备、性能优越和可维护性良好具有重要意义。
软件体系结构总结【强烈推荐】
第一章：1、软件体系结构的定义国内普遍看法：体系结构=构件+连接件+约束2、软件体系结构涉及哪几种结构：1、模块结构（Module）系统如何被构造为一组代码或数据单元的决策2、构件和连接件结构（Component-And-Connector，C&C）系统如何被设计为一组具有运行时行为（构件）和交互（连接件）的元素3、分配结构（Allocation）展示如何将来自于模块结构或C&C结构的单元映射到非软件结构（硬件、开发组和文件系统）3、视图视点模型视点（View point）ISO/IEC 42010:2007 (IEEE-Std-1471-2000)中规定：视点是一个有关单个视图的规格说明。
视图是基于某一视点对整个系统的一种表达。
一个视图可由一个或多个架构模型组成架构模型架构意义上的图及其文字描述（如软件架构结构图）视图模型一个视图是关于整个系统某一方面的表达，一个视图模型则是指一组用来构建4、软件体系结构核心原模型1、构件是具有某种功能的可复用的软件结构单元，表示了系统中主要的计算元素和数据存储。
2.连接件(Connector)：表示构件之间的交互并实现构件之间的连接特性：1)方向性2)角色3)激发性4)响应特征第二章1、软件功能需求、质量属性需求、约束分别对软件架构产生的影响功能性需求：系统必须实现的功能，以及系统在运行时接收外部激励时所做出的行为或响应。
质量属性需求：这些需求对功能或整个产品的质量描述。
约束：一种零度自由的设计决策，如使用特定的编程语言。
质量原意是指好的程度，与目标吻合的程度，在软件工程领域，目标自然就是需求。
对任何系统而言，能按照功能需求正确执行应是对其最基本的要求。
正确性是指软件按照需求正确执行任务的能力，这无疑是第一重要的软件质量属性。
质量属性的优劣程度反映了设计是否成功以及软件系统的整体质量。
系统或软件架构的相关视图的集合，这样一组从不同视角表达系统的视图组合在一起构成对系统比较完整的表达2、质量属性3、系统非功能性需求？包括哪些质量属性非功能性需求：用户对软件质量属性、运行环境、资源约束、外部接口等方面的要求或期望，包括：(1) 性能需求：用户在软件响应速度、结果精度、运行时资源消耗量等方面的要求。
软件体系结构软件体系结构的质量属性.精选PPT
下，能保证用户请求不丢失；
当系统出现故障或崩溃时，恢复 时间不超过两小时；
可维护性
修改某个子系统或服务时，不影
响其他子系统或服务；
性能
高峰时系统的平均响应时间控制
在20秒以内；
系统需求的获取
一般两种途径： 用户直接主动地提供的需求。主要是一些功能性需
求和领域知识。
另一条是构架师设计“对话问题”，通过对用户提 问，进一步与他们沟通，从而得到更明确的需求。
被动冗余 (暖重起)
New Data
1
2
Old Data Backup1
Main Component
Old Data
Backup2
Data
3
1. The main component receives new data. 2. The main component sends old data/state to backup components. 3. If fault happens, decision has to be made to what backup component to
Do Some Action 1 Controller
3
2 Process 1
Process 2
Process 3
1. Controller requests processes to do an action. 2. Each process receives request and works on the action. 3. A response is sent back from each process. If there is a fault, a recovery will be very fast. The controller could send out requests to check if a process is down and expect a receipt to show process up.
软件体系结构讲义华中科技大学
1.1.2 其它观点
观点1 软件架构是高层次的设计 观点2 软件架构是软件系统的总体结构 观点3 IEEE的定义：软件架构是一个程序或系统的组件结构、组件之间的相互联系及支配组件设计和进化的指导原则 观点4 Perry和Wo1f提出：软件架构是具有一定形式的结构化元素，包括处理元素、数据元素和连接元素。处理元素负责对数据进行加工，数据元素是被加工的信息，连接元素把架构的不同部分组合连接起来。
1.1.1 软件架构的定义
架构定义可以从下面六个方面来理解： 架构应建立在一定的设计原则之上，否则很容易失败。 系统可能由多个结构组成，其中任何一个结构都不能与构架等同。 每个软件系统都有自己的架构。 软件架构决定了各个组件。 只要某个组件的行为可以从其它组件的角度观察到或区别开，这样的行为就是软件架构的内容。 软件架构是抽象的，它不考虑实现、算法和数据表示的细节，而集中研究“黑盒”组件的行为和交互，是设计第一步。
事物有主要矛盾和次要矛盾之分。 开发系统时，首先要确定其软件构架。借助于构架，设计师可以分析众多风险承担者所提出的各种要求的优先级，并将这些要求转化为系统的各个特性，再针对它们在系统结构上做折衷，从而得到和谐的架构。
开发组织所关心的问题不同于客户，它对软件构架的影响分为3类： · 直接影响 如希望向产品线发展 ·长远影响 如行业布局 ·组织结构的影响 如软件外包 ·开发组织的开发团队的经验对设计师有影响，从而间接影响架构
软件架构的10个质量属性
软件架构的10个质量属性一般地，对于软件系统的需求而言，分为两类：功能性需求和非功能性需求。
软件系统的架构设计既要满足软件的功能性需求，还要满足软件的非功能性需求。
特别地，系统架构对软件非功能性需求的支撑成为架构的质量属性。
本文描述了软件的10个质量属性，但不意味着每个质量属性都会在架构设计中呈现，可以挑选对产品最重要的质量属性，然后进行实现。
1 可伸缩性随着用户或请求数量的增加，系统运行和操作的能力也随之增加。
在云平台上，可伸缩性可以通过机器的水平或垂直缩放或者简单地附加 AutoScalingGroup 来实现。
流量模式:了解系统的交通模式。
尽可能多地产生机器是不划算的，即使它的利用率不高。
•日行模式: 特定地区的交通在早上增加，晚上减少。
•全局/区域模式: 区域大量使用应用程序。
•突发流量: 许多用户都在请求资源，但是只有少数几台机器可以为突发的流量提供服务。
这些可能发生在高峰期或人口密集地区。
自动缩放: 能够迅速产生一些机器，以处理流量的爆发，当需求正在减少时，优雅地收缩。
延迟: 能够尽快为请求提供服务。
这还包括优化算法和在用户位置附近复制系统，以减少请求的往返。
2 可用性它以正常运行时间的百分比来衡量，并定义了系统正常运行和正常工作的时间比例。
可用性受到系统错误、基础设施问题、恶意攻击和系统负载的影响。
部署标记: 部署应用程序组件的多个独立副本，包括数据存储区区域部署: 将后端服务部署到一组地理节点中，每个节点都可以服务任何区域中的任何客户端请求。
3 可扩展性可扩展性度量扩展了系统的能力和实现扩展所需的工作。
扩展可以通过添加新功能或修改现有功能来实现，该原则规定在不损害当前系统功能的情况下进行增强。
模块化/可重用性: 可重用性和可扩展性使得技术可以以更少的开发和维护时间转移到另一个项目，同时增强了可靠性和一致性。
可插拔性: 能够轻松地插入其他组件，比如微内核架构。
4 一致性一致性保证每个读操作返回最近的写操作。
软件体系结构最新总结
软件体系结构最新总结1.软件危机：指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
2.软件危机的表现：（重点）1软件的成本日益增长2 开发进度难以控制3 软件质量差，4 软件维护困难3.软件危机的成因：1用户需求不明确2 缺乏正确的理论指导3 软件规模越来越大4 软件复杂度越来越高4.软件工程三个要素：方法、工具和过程--- （重点）5.软件重用是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相近软件元素的过程。
6.软件元素包括程序代码、测试用例、设计文档、设计过程、需求分析文档甚至领域知识7.构件：指语义完整、语法正确和有可重用价值的单位软件，是软件重用过程中可以明确辨识的系统。
即是具有一定功能，能够独立工作或能同其他构件装配起来协调工作的程序体。
8.构件分类方法归纳为三大类：关键字分类法，刻面分类法和超文本组织方法--- （重点）9.构件库系统是一个开放的公共构件共享机制，任何使用者都可以通过网络访问构件库。
--- 判断10. 软件体系结构（software architecture --SA ）记住英语单词及缩写（重点）定义：软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的模式以及这些模式的约束组成。
11. 软件体系结构的意义：--- （简答）1）体系结构是风险承担者进行交流的手段；2）体系结构是早期设计决策的体现；3）体系结构是可传递和可重用的模型12.为什么体系结构是早期设计决策的体现--- （简答）1）软件体系结构明确了对系统实现的约束条件；2）软件体系结构决定了开发和维护组织的组织结构；3）软件体系结构制约着系统的质量属性；4）软件体系结构通过研究软件体系结构可能预测软件的质量；5）软件体系结构使推理和控制更改更加简单；6）软件体系结构有助于循序渐进的原型设计；7）软件体系结构可以作为培训的基础13.软件体系结构技术的发展过程经历四个阶段：-- 选择，判断（1）“无体系结构”设计阶段----- 以汇编语言进行小规模应用程序开发为特征。
软件质量工程体系
1、正确性
• 正确性需求定义在软件系统所需的输出清 单中，输出规格通常是多维的，常见的维 包括：
– 输出使命 – 输出所需的准确度 – 输出信息的完整性 – 信息的及时性 – 软件系统的编码与文档编制标准
软件质量工程体系
例子：俱乐部会员信息系统的正确性需求的 组成如下。
• 输出使命：一份明确的清单包括：11种报告、4种给会员的标 准信函和8种查询，它们都将根据请求显示在显示器上。
软件质量工程体系
可靠性和性能的质量指标
可靠性：
系统自我恢复能力（Autonomy） 健壮性 系统的分布性 (distributivity)
性能：
有效性（Efficiency） 安全管理/完整性 易存取性（System Accessibility）
软件质量工程体系
可维护性的质量指标
软件质量工程体系
5、实用性
• 同培训新员工和操作软件系统所需的人力资源的范围有 关。
例子：
由一个家庭用品服务公司启动的一 个新服务台系统的软件实用性需求 文档列出了下列规格：
一位员工应当一天至少能够处理 60个服务 。
软件质量工程体系
3.1.1.2 产品修改软件质量因素
• 该类别包括3个软件质量因素，这些因素同影 响全范围软件维护活动的需求有关，如改正性 维护（软件故障和有效的改正）、适应性维护 （使现有软件适应另外的环境和顾客，而无须 更改此软件）和完善性维护（对已有软件的有 限局部问题的增强与改善）：
软件质量工程体系
从系统工程的角度来描述质量管理 体系
质量体系
质量文化
质量组织
质量计划
质量控制
质量改进
培训 客户管理 合同管理 计划评审
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使用虚拟硬件或者抽象设备战术
两类可能的更改
新设备
设备接口模块：提供虚拟的、抽象的 设备，如：
攻击角度传感器模块 飞行信息显示模块
新计算机
扩展的计算机模块: 提供虚拟机. 如:
并行控制模块 输入/输出模块 计时器模块
行为隐藏模块
包括当影响系统行为的需求发生变化时 需要修改的过程
战术和模式
架构师选择合适的战术以实现质量属性 风格/模式可以把战术打包
把战术看作是设计的基本“构造块”， 并根据这些构造块创建架构风格/模式
设计模式和战术：主动对象例
主动对象设计模式
将方法执行从方法调用中分离开来，以 增强并发
An method request object to pass context Provide interface allow clients to information about a specific method invocation invoke on a Proxy, store its results. An Activation Queue maintains a bounded buffer of pending Method runs in a different Requests created by thread than its clients, the Proxy. Managing the Implement the activation queue methods defined in the Proxy and the corresponding Method Requests.
具有类似的实时性能和功能
以显示设备的更新频率和武器投放的计算来衡量
重点在可修改性上
针对期望变更的可修改性：武器、平台、显示器上符号
主要目的：验证软件工程原理适用于高性能嵌入式实 时系统的想法
留下一个完整的工程模型，把相关的文档、设计方案、代 码、方法和原则都公之于众，供相关人员模仿。
希望验证的主要战术是
信息隐藏 协同顺序进程
新老系统对比
老系统(A)
1. 最多使用32K字节 内存 2. 汇编语言编写 3. 高性能 4. 不易修改
新系统 (B)
为(4)提供可修改性， 并使用信息隐藏 继续支持(1) & (3). 运行在类似的计算 机上
本系统的架构商业周期
主要功能
读取各种传感器数据 更新座舱中显示设备的显示内容 辅助飞行员正确投弹
20多种
系统根据当前最可靠的传感器的数据来进行计 算 使用多种方法计算
投弹模式
20多种
每秒重复计算25次
质量需求
显示数据和投弹数据的计算要25次/S
在一个非常慢的计算机上
整个程序还是要装入到32K中
必须具有非常好的可修改性
本项目本身就是一个信息隐藏战术的展示
A-7E 软件体系结构的结构视 图
不控制飞机的飞行
输入/输出
• 输入
• 各种传感器 • 飞行员的控制操作 • 输出 • 各种显示设备 • 武器发射硬件
Program
传感器种类例
Read data from sensors such as
气压和风速探针 雷达高度计 前视雷达 多普勒雷达 报告载弹情况的传感器 惯性测量设备 与航空母舰的惯性测量系统的接口 ……
Active Object Design Pattern
动态工作机制
Active Object Design Pattern(2)
用于实现并发：提高性能 也涉及到其它战术：
信息隐藏Informational hiding 仲裁者（中介）Intermediary 绑定时间Binding time 调度策略
进程结构
为实现调度和性能调优
A-7E 软件体系结构的结构
分解结构Decomposition structure 使用结构Use structure 进程结构Process structure
预测期望的变更
新设备 新计算机
Hardware External Visible Behavior Decisions By Designer
质量属性及其相关策略
availability modifiability performance security
testability
usability
Summary of Testability Tactics
Summary of Runtime Usability tactics
这些过程决定了应发送给硬件隐藏模块 提供的虚拟输出设备的数据
各种显示设备
Various “Displays”
Note: Picture not for A7-E.
飞行员通知地面目标的方法
用键盘输入目标的经度和纬度 用控制杆 用前视雷达 用正面显示器 之后，该软件就能够在正视显示器上显 示导航信息和操作指导，引导飞机飞向 正确的方位。
其它
导航模式
主要内容
软件功能与体系结构 质量属性与体系结构
质量属性的种类
质量属性的表述
质量属性策略
质量属性及其相关策略 一个实例 小结
一个实例：A－7E 航空电子 系统
使用: 1960s-1980s 小型专用计算机系统用于导航和投弹
不真正控制飞机的飞行
项目背景
重新设计已有的嵌入式软件系统
主要使用3个结构
模块分解结构Decomposition structure 使用结构Use structure 进程组件和连接器结构Process structure
为什么使用这三个结构
模块分解结构
为实现可修改性 为产品子集实现的灵活性 为更好地分配领域知识
使用结构
为方便地生成产品子集和增量开发
新设备的新功能
各种显数据的新计算规则
导航和投弹的新模式
调度进程的新方法 数据的新描述方法 保持数据当前可用的新方法
三个一级模块
硬件隐藏模块 行为隐藏模块 软件决策模块
硬件隐藏模块
包括当硬件的任何一个部分被具有不同 的接口但具有相同的能力的单元代替时需 要修改的过程Procedures 要隐藏的秘密：