2022年软考系统架构设计师知识要点 .pdf

5.1.1 软件架构设计与生命周期1、需求分析阶段需求 和 SA 设计 面临的是不同的对象： 一个是问题空间 ; 另一个是解空间。保持二者的可跟踪性和转换。2、设计阶段1. 传统的设计概念只包括构件，随着研究的深入，构件间的互联机制逐渐独立出来，成为与构件同等级别的实体，称为连接子。2. 体系结构描述语言 (Architecture Description Language ADL)对 连接子的重视成为区分 ADL和其他建模语言的重要特征之一。3. 不同的视角得到多个视图，组织起来以描述整体的SA模型; 不同侧面的视图反映所关注的系统的特定方面，体现了关注点分离的思想。3、实现阶段团队的 结构 应该和体系结构模型有一定的对应关系，提高软件开发效率和质量。分析和记录不同版本构件和连接子之间的演化。填补高层 SA 模型 和 底层实现之间的鸿沟，典型的方法如下：1. 引入实现阶段的概念。2.SA 模型 逐步精化。3. 封装底层称为较大粒度构件。4、构件组装阶段可复用构件组装 可以在较高层次上实现系统，研究内容包括：1. 如何互联。2. 如何检测并消除体系结构失配问题。中间件跨平台交互。产品化的中间件更好地保证最终系统的质量，中间件导向的体系结构风格。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 失配是指复用过程中，待复用构件对最终系统的体系结构和环境的架设(Assumption) 与实际状况下不同而导致的冲突。5、部署阶段软件构件的互联性、硬件的拓扑结构、硬件资源占用。6、后开发阶段实现中的软件往往具有动态性，一类是软件内部执行所导致的体系结构改变，另一类变化是软件系统外部的请求对软件进行的重配置。升级或进行其他修改时不能停机。SA重建是指 从已实现的系统中获取体系结构的过程。5.2 基于架构的软件开发方法5.2.1 体系结构的设计方法概述基于体系结构的软件设计 (Architecture-Based Software Design ABSD)方法。体系结构驱动，指构成体系结构的商业、质量、功能需求的组合驱动。设计活动的开始并不意味着需求抽取和分析活动就可以终止，而应该 并行，快速开始设计至关重要。ABSD 方法有三个基础，功能分解、选择体系结构风格、软件模板的使用。5.2.2 概念与术语1、设计元素ABSD 方法是一个自顶向下，递归细化的方法。2、视角与视图重要的是从不同的视角 (perspective)来检查，考虑体系结构的不同属性。3、用例和质量场景在使用用例捕获功能需求时， 通过定义特定场景来捕获质量需求，称为质量场景。捕获变更、性能、可靠性、交互性，质量场景必须包括预期的 和 非预期的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 5.2.3 体系结构需求可以从需求库中取出，加以利用和修改。获取需求，体系结构需求一般来自三个方面：系统的质量目标、 系统的商业目标、开发人员的商业目标。5.2.4 体系结构文档化体系结构规格说明和 测试体系结构需求的质量设计说明书。需求模型构件的精确形式化描述，作为用户和开发者之间的一个协约。从使用者的角度进行编写，必须保证开发者手上的文档是最新的。5.2.5 体系结构复审根据架构设计，搭建一个可运行的最小化系统用于 评估 和 测试 体系架构是否满足需要。是否存在可识别的技术和协作风险。复审的目的是标识潜在风险，及早发现缺陷和错误。5.2.6 体系结构实现分割成规定的构件，按规定方式互相交互。5.3 软件架构风格体系结构设计核心目标是重复的体系结构模式， 体系结构级的软件重用。5.3.5 浏览器 / 服务器风格浏览器 / 服务器 风格 就是 三层应用结构的一种实现方式。浏览器/web 服务器/ 数据库服务器。系统安装、修改、维护全在服务器端解决。仅仅需要一个浏览器就可运行全部模块。B/S 体系结构还提供了异种机、异种网、异种应用服务的 连机、联网 等。扩展能力差。响应速度慢。交互性不强，不利于在线事务处理 OLTP。5.4.1 特定领域软件体系结构主要目的在一组相关的应用中共享 体系结构。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - DSSA 的必备特征：1、一个严格定义的问题域 和 解域。2、具有普遍性。3、对整个领域的构件 组织模型其当抽象。4、具备该领域固定的、典型的可重用元素。5.4.2 DSSA 的基本活动1、领域分析主要目标是获得 领域模型，描述领域中系统之间的共同需求，定义领域的边界。从而明确分析的对象， 识别信息源， 确定哪些需求是领域中的系统广泛共享的，从而建立领域模型。2、领域设计目标是获得 DSSA ，DSSA 描述在领域模型中表示的需求的解决方案。不是单个系统的表示，而是能够适应领域中多个系统的需求的一个高层次设计。3、领域实现主要目标是依据 领域模型和 DSSA 开发和组织可重用信息。领域模型和 DSSA 定义了这些可重用信息的重用时机。以上过程是反复的、逐渐求精的过程。5.4.3 参与 DSSA 的人员4 种角色：领域专家、领域分析师、领域设计人员、领域实现人员。1、领域专家可能包括有经验的用户、从事该领域中系统的需求分析、设计、实现以及项目管理的有经验的软件工程师等。主要任务提供 需求规约和实现的知识， 组织规范的、 一致的领域字典， 选择样本系统，复审领域模型、DSSA 。应该 熟悉该领域软件设计和实现、 硬件限制、 未来的用户需求、 技术走向等。2、领域分析人员应由 系统分析员来担任。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 知识获取组织到领域模型中，根据 现有系统、标准规范等 验证模型的准确性 和 一致性。应熟悉软件重用和领域分析方法，具有一定的该领域经验，较高的抽象、关联、类比能力，较高的交互合作能力。3、领域设计人员控制整个软件设计过程，根据领域模型和现有系统开发出 DSSA ，对 DSSA 的准确性和一致性进行验证，建立领域模型和DSSA 之间的联系。应熟悉软件重用和领域设计方法， 熟悉软件设计方法，有一定的该领域经验。4、领域实现人员根据领域模型和 DSSA ，从头开发可重用构件，或利用再工程技术从现有系统中提取可重用构件。5.4.4 DSSA 的建立过程一般情况下，需要用开发者习惯使用的工具和方法建立 DSSA 模型。DSSA 建立过程分为 5 个阶段，过程是并发的、递归的、反复的，可能每个阶段经历几遍，每次增加更多的细节。1、定义领域范围，一系列用户的需求。2、定义领域特定的元素，编译领域字典、领驭属于的同义词词典。3、定义特定的设计和实现需求约束，不仅要识别出约束，并且要记录 约束对设计和实现造成的后果，还要记录对处理这些问题时所产生的所有问题的讨论。4、定义领域模型和体系结构，产生一般的体系结构，并说明构成它们的模块或构件的语法、语义。5、搜集可重用的产品单元，为DSSA 增加构件。5.5.1 系统架构的评估评估 可以只针对一个体系结构，也可以针对一对一组体系结构。关注的是质量属性。1、性能，是指系统的响应能力，多长时间对某个事件做出响应，或者某段时间内系统所能处理的事件的个数。2、可靠性，是最重要的软件特性，平均失效等待时间 MTTF ，平均失效间隔时间 MTBF 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 1. 容错，内部修复。2. 健壮性，不受错误使用和错误输入的影响。3、可用性，正常运行的时间比例。经常用两次故障之间的时间长度或恢复正常的速度来表示。4、安全性，阻止非授权用户。分为机密性、完整性、不可否认性、可控性等特性。5、可修改性，通过考察变更的代价衡量可修改性。1. 可维护性，主要体现在问题修复上， 做局部性的修改并能使对其他否见的负面影响最小化。2. 可扩展性，新特性来扩展软件系统， 改进版本来替换构件并删除不需要的特性构件，需要松散耦合的构件。3. 结构重组，需要精心设计构件之间的关系。4. 可移植性。6、功能性，完成所期望的工作的能力。7、可变性。8、互操作性，精心设计的软件入口。5.5.2 评估中重要概念敏感点 权衡点，是关键的体系结构决策。敏感点是构件( 和/ 或 构建之间的关系 ) 的特性。研究敏感点可使人员明确在实现质量目标时应注意什么。权衡点 是多个质量属性的敏感点。风险承担着或称为 收益相关人。场景，首先要精确地得出具体的质量目标，为得出这些目标采用的机制叫做场景。从风险承担者的角度与系统的交互的简短描述。刺激、环境、响应，三个方面描述场景。5.5.3 主要评估方法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 1、SAAM 非功能质量属性的体系结构分析方法，是最早形式成文档并得到广泛使用的分析方法。最初它用于比较不同的软件体系结构，以分析SA的可修改性。1. 特定目标， 目标是对描述应用程序属性的文档，验证假设和原则， 有利于评估固有的风险。2. 评估技术，使用场景技术，描述了各种系统必须支持的活动和 将要发生的变化。3. 质量属性，可修改性是 SAAM分析的主要质量属性。4. 风险承担者， SAAM 协调不同参与者所感兴趣的方面，作为后续决策的基础，提供了对系统结构的公共理解。5. 体系结构描述，描述形式应该被所有参与者理解。功能、结构、分配，三个主要方面。6. 方法活动， SAAM 的主要输入问题是描述、需求声明、体系结构描述。SAAM 分析评估体系结构过程包括 5 个 步骤：场景开发、体系结构描述、单个场景评估、场景交互、总体评估。通过各类风险承担者协商讨论，开发一些任务场景，体现系统所支持的各种活动。通过对场景交互的分析， 得出系统中所有场景对系统中构件所产生影响的列表。总体的权衡 和 评价。2、ATAM 体系结构权衡分析方法，主要针对性能、实用性、安全性、可修改性。确定多个质量属性之间这种 的必要性。体系结构空间受到 历史遗留系统、互操作性和 以前失败的项目约束。逻辑视图被分为功能结构和 代码结构。这些结构加上他们之间适当的映射可以完整地描述一个体系结构。用一组 消息顺序图显示运行时的交互 和 场景。从不同的体系结构角度，有三种不同场景，用例、增长场景、探测场景。ATAM 使用定性的启发式分析方法 QAH ，构造 精确分析模型时要进行分析。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 4 个主要的活动领域 ( 或阶段 ) ，场景和需求收集、结构视图和场景实现、属性模型构造和分析、分析、折中。属性分析是互相依赖的。 获得属性交互的方法有两种， 敏感度分析来发现折中点、通过检查假设。迭代的改进。除了通常从场景派生而来的需求，还有很多对行为模式和执行环境的假设。由于属性之间存在折中，每一个架设都要被检查、验证、提问，完成所有操作后，把分析的结果和需求进行对比。领驭知识库通过基于属性的体系结构风格 ABAS 维护，变得更为惯例化、更可预测，得到一个标准问题集合。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -