第9章 软件体系结构评估

计算机093 09416612 恽小燕软件体系结构评估近几年来,软件体系结构(Software Architecture ,SA) 成为软件工程发展的一个热门方向。

随着对软件体系结构研究的深入开展,逐渐形成了以软件系统的体系结构形式化描述、风格、建模、评估、软件产品线以及基于软件体系结构的软件开发过程等为主要研究内容的一个新领域。

对一个系统的体系结构进行评估,是为了在系统被构建之前预测它的质量,并不需要精确的评估结果,通过分析SA体系结构对于系统质量的主要影响,进而提出改进。

因此,软件体系结构评估的目的是分析潜在的风险,并检验设计中提出的质量需求。

本文主要讨论三种有代表性的方法,它们可以指导评估人员成功地对系统的体系结构进行评估。

这三种方法是: 基于场景的体系结构分析方法(SAAM) 、体系结构权衡分析方法(ATAM) 、体系结构级别上的软件维护预测(ALPSM) 。

1.主要的术语(1)软件体系结构定义:软件体系结构定义很多,本文采用为大多数人所接受的一种定义:“软件系统或计算系统的软件体系结构就是系统的一个或多个结构,它包括软件组件,这些组件的外部可见属性以及组件之间的相互关系”。

这个定义仅仅关注系统内在的方面,而大多数的分析方法都是基于这个定义的。

这个定义具有如下的含义:①SA 是一个或多个系统的抽象。

SA 以抽象的组件(Com2ponent) 来表示系统,这些组件具有外部可见属性,并且相互之间是有联系的,这种联系有时被称为连接件(Connector) 。

②SA 是一种可重用、可传递的系统抽象,而组件的细节部分不属于体系结构的范畴。

③系统由多个结构组成,通常也称为视图(View) 。

任何一个视图只能表示SA 的部分内容,而不是全部。

(2)质量属性质量属性是一个组件或一个系统的非功能性特征。

软件质量在IEEE 1061中定义,它体现了软件拥有所期望的属性组合的程度。

另一个标准ISO/IEC Draft 91262 1定义了一个软件质量模型。

软件体系结构的设计与评估随着计算机技术的发展，软件系统在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

由于软件系统的规模越来越大，模块越来越多，软件的结构设计和评估就变得尤为重要。

软件体系结构是指软件系统中各个模块之间相互关联的结构，设计和评估软件体系结构是确保软件系统的高性能和高稳定性的关键。

一、软件体系结构设计的重要性软件体系结构设计是软件开发的第一步。

它的目的是根据需求规格说明书确定软件系统的模块组成，进而确定模块之间的相互关系。

一个良好的软件体系结构应具备以下特点：1.可扩展性——软件体系结构应该可以很方便地扩展和修改，使得软件系统能够应对未来的需求变化。

2.可维护性——软件体系结构应该易于维护，使得开发人员能够很快地修复程序错误和漏洞。

3.可重用性——软件体系结构应该可以很容易地被复用，这可以大大提高软件开发的效率。

4.可移植性——软件体系结构应该很容易地在不同的操作系统和硬件平台上运行，以满足不同用户的需求。

设计一个良好的软件体系结构需要考虑多个因素，例如软件系统的规模、性能、可靠性等。

不同的因素需要不同的策略来解决，因此软件体系结构的设计是一个复杂而具有挑战性的任务。

二、软件体系结构设计的方法根据Martin Fowler的《企业应用架构模式》，软件体系结构设计可以分为以下四种方法：1.分层架构——将软件系统分为多个层次，每个层次都与下面的层次交互，从而促进模块化和可重用性。

2.分布式架构——将软件系统分成多个部分，每个部分都可以在不同的机器上运行，这可以大大提高系统的性能和可伸缩性。

3.面向服务架构——将软件系统分成多个服务，每个服务可以在不同的机器上运行，从而实现各个服务之间的相互调用。

4.事件驱动架构——在软件系统中使用事件来组织模块之间的通信。

以上四种架构方法都有各自的优缺点，开发人员需要根据需求选择最适用的方法。

三、软件体系结构评估的方法软件体系结构评估是指对软件体系结构进行评估和分析，以确定其是否满足设计要求，是否具有合理性、完备性和可行性。

软件体系结构课程性质:必修学时/学分:40/2.5关于教材◇出版社：清华大学出版社◇作者：张友生课程内容◇软件体系结构概论◇软件体系结构建模◇软件体系结构风格◇软件体系结构描述◇动态软件体系结构◇Web服务体系结构◇基于体系结构的软件开发◇软件体系结构的分析与测试◇软件体系结构评估◇软件产品线体系结构◇软件危机的表现◎软件成本日益增长◎开发进度难以控制◎软件质量差◎软件维护困难第1章软件体系结构概论1.1 从软件危机谈起◇软件危机的表现◎软件成本日益增长20世纪50年代，软件成本在整个计算机系统成本中所占的比例为10%-20%。

到20世纪60年代中期，软件成本在计算机系统中所占的比例已经增长到50%左右。

而且，该数字还在不断地递增，下面是一组来自美国空军计算机系统的数据：1955年，软件费用约占总费用的18%，1970年达到60%，1975年达到72%，1980年达到80%，1985年达到85%左右。

第1章软件体系结构概论1.1 从软件危机谈起◇软件危机的表现◎开发进度难以控制由于软件是逻辑、智力产品，软件的开发需建立庞大的逻辑体系，这是与其他产品的生产不一样的。

在软件开发过程中，用户需求变化等各种意想不到的情况层出不穷，令软件开发过程很难保证按预定的计划实现，给项目计划和论证工作带来了很大的困难。

盲目增加软件开发人员并不能成比例地提高软件开发能力。

相反，随着人员数量的增加，人员的组织、协调、通信、培训和管理等方面的问题将更为严重。

第1章软件体系结构概论1.1 从软件危机谈起◇软件危机的表现◎软件质量差软件项目即使能按预定日期完成，结果却不尽人意。

1965年至1970年，美国范登堡基地发射火箭多次失败，绝大部分故障是由应用程序错误造成的。

在“软件作坊”里，由于缺乏工程化思想的指导，程序员几乎总是习惯性地以自己的想法去代替用户对软件的需求，软件设计带有随意性，很多功能只是程序员的“一厢情愿”而已，这是造成软件不能令人满意的重要因素。

《软件体系结构》各章思考题第1章软件体系结构概论1、根据自己的经验，谈谈对软件危机的看法。

2、就项目管理方面而言，软件重用项目与非重用项目有哪些不同之处。

3、实际参与/组织一个软件重用项目的开发，然后总结你是如何组织该项目的开发的。

4、为什么要研究软件体系结构？5、根据软件体系结构的定义，你认为软件体系结构的模型应该由哪些部分组成？6、在软件体系结构的研究和应用中，你认为还有哪些不足之处？第2章软件体系结构建模1、选择一个规模合适的系统，为其建立“4+1”模型。

2、引入了软件体系结构以后，传统软件过程发生了哪些变化？这种变化有什么好处？3、软件体系结构的生命周期模型与软件生命周期模型有什么关系？第3章软件体系结构风格1、层次系统结构和基于消息的层次系统结构有什么区别？2、试分析和比较B/S，二层C/S和三层C/S，指出各自的优点和缺点。

3、组织或参与一个采用B/S和C/S混合体系结构的软件项目的开发，总结开发经验。

4、组织或参与一个采用三层体系结构的软件项目的开发，总结开发经验。

5、SIS和DSSA分别用在哪些场合？6、在软件开发中，采用异构结构有什么好处，其负面影响有哪些？第4章软件体系结构描述1、体系结构描述有哪些方法？有哪些标准和规范？2、体系结构描述语言与程序设计语言有什么区别？3、选择一个规模适中的系统，使用UML为其建模。

第5章动态软件体系结构1、什么是动态软件体系结构？动态软件体系结构与静态软件体系结构有什么区别？2、基于构件的动态软件体系结构模型的层次结构是什么？3、试比较Dynamic Wright和Darwin的特点。

4、试用Dynamic Wright描述B/S结构第6章Web服务体系结构1、什么是Web服务体系结构？与传统的结构相比，使用Web服务有哪些好处？2、在Web服务中，如何实现其松散耦合的特点？3、试分析服务提供者、服务请求者和服务代理三者的作用，以及它们之间的工作流程。

《软件体系结构》教学大纲课程英文名称: Software Architecture课程编号：050302一、课程说明1．课程性质《软件体系结构》课程，是软件工程专业硕士研究生的主干课程。

2．课程的目的和任务软件体系结构主要介绍软件体系结构和中间件的基本概念，使学生对软件体系结构有比较深入的了解。

通过学习，使得学生在软件工程思想的基础上，更进一步掌握软件分析和软件开发的方法和思想，并能在实际中应用。

培养学生成为一名合格的软件分析师或软件工程师，并为其在该领域进一步深造打下坚实的基础。

3．适用专业软件工程，计算机科学与技术专业4．学时与学分学分：3 学时：45 讲授学时：45 实践学时：05．先修课程软件工程，数据结构与算法，操作系统，程序设计6．推荐教材或参考书目教材名称：《软件体系结构》张友生编著清华大学出版社ISBN：7302078106 2004版主要参考书目：《软件体系结构理论与实践》冯冲，江贺，冯静芳编著人民邮电出版社2004版7．主要教学方法与多媒体要求主要教学方法：理论和技术教学，案例驱动教学多媒体要求：多媒体教学占80%8．考核方式1、平时成绩（书面作业＋上机实验＋考勤）2、课程大作业3、期末闭卷笔试4、总成绩 = 笔试成绩（60/100）+ 平时成绩（20/100）+ 大作业成绩（20/100）9．课外自学要求书本上没讲过的内容，让学生自学。

推荐的教材，学有余力的学生可以自学。

二、教学基本要求和能力培养要求1．通过本课程的教学环节，达到以下基本要求1）、应使学生全面了解软件体系结构的概念。

2）、使学生对软件体系结构有比较深入的了解，掌握软件体系结构的思想，了解软件体系结构的设计过程。

3）、使学生在了解软件体系结构的基础上，能用之于软件开发的实践过动中去。

2．通过学习本课程应具备以下能力培养学生成为一名合格的软件分析师或软件工程师，并为其在该领域进一步深造打下坚实的基础。

三、课程教学内容第一章软件体系结构概论重点：了解软件危机的概念、产生以及表现。