软考笔记--基于架构的软件开发方法

一.体系架构的设计方法概述

基于体系结构的软件设计方法ABSD是由体系结构驱动的，即指有构成体系结构的商业、质量和功能需求的组合驱动的。ABSD方法有3个基础。第1个基础是功能的分解。在功能分解中，ABSD方法使用已有的基于模块的内聚和耦合技术。第2个基础是通过选择体系结构风格来实现质量和商业需求。第3个基础是软件模板的使用，软件模板利用了一些软件系统的结构。ABSD方法是递归的，且迭代的每一个步骤都是清晰定义的。因此，不管设计是否完成，体系结构总是清晰的，这有助于降低体系结构设计的随意性。

二.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，软件系统的体系结构通过该方法得到细化， 直到能产生软件构件和类。在最顶层，系统被分解为若干概念子系统和一个若若干个软件模板。在第二层，概念子系统有被分解成概念构件和一个或若干个附加软件模板。

(1)视角与视图

选择特定视角或视图（逻辑视图、进程视图、实现视图、和配置视图）可以全方位考虑体系结构设计。使用逻辑视图来记录设计元素的功能和概念接口，设计元素的功能定义了它本身在系统中的角色，这些角色包括功能，性能等。

(2)用例与质量场景

用例已经成为推测系统在一个具体设置中的行为的重要技术，用例被用在很多不同的场合，用例是系统中的一个给予用户一个结果值的功能点，用例用来捕捉功能需求。在使用用例捕捉功能需求的同时，人们通过定义特定场景来捕获质量需求，并称这些场景为质量场景。人们使用质量场景捕获变更、性能、可靠性和交互性，分别称之为变更场景、性能场景、可靠性场景和交互性场景。质量场景必须包括预期的和非预期的场景。

三.基于体系结构的开发模型

传统软件开发模型存在开发效率不高，不能很好地支持软件重用等缺点。 ABSD模型把整个基于体系结构的软件过程划分为体系结构需求、体系结构设计、体系结构文档化、体系结构复审、体系结构实现和体系结构演化6个子过程。

四.体系结构需求

需求是指用户对目标软件系统在功能、行为、性能、设计约束等方面的期望。需求过程主要是获取用户需求，标识系统中所要用到的构件。

1.需求获取

体系结构需求一般来自3个方面，系统的指令目标、系统的商业目标和系统开发人员的商业目标。软件体系结构需求获取过程主要是定义开发人员必须实现的软件功能，使得用户能完成他们的任务，从而满足业务上的功能需求。与此同时还要获得软件质量属性，满足一些非功能需求。

2.标识构件

标识构件的过程主要分为三步实现。

(1)生成类图；（2）对类进行分组（3）把类打包成构件。

3.架构需求评审

组织一个由不同代表(如分析人员、客户、设计人员和测试人员)组成的小组，对体系结构需求及相关构件进行仔细地审查。 审查的主要内容包括所获取的需求是否真实地反映了用户的要求； 类的分组是否合理，构件合并是否合理等。必要时，可以在“需求获取一标识构件一需求评审”之间进行迭代。

五.体系结构设计

体系结构设计是一个迭代过程，如果要开发的系统能够从已有的系统中导出大部分，则可以使用已有系统的设计过程。软件体系设计过程如下：

1.提出软件体系结构模型

在建立体系结构的初期，选择一个合适的体系结构风格是首要的。在这个风格的基础上， 开发人员通过体系结构模型，可以获得关于体系结构属性的理解。此时，虽然这个模型是理想化的(其中的某些部分可能错误地表示了应用的特征),但是，该模型为将来的实现和演化过程建立了标。

2.把已标识的构件映射到软件体系结构中

把在体系结构需求阶段已标识的构件映射到体系结构中，将产生一个中间结构，这个中间结构只包含那些能明确适合体系结构模型的构件。

3.分析构件之间的相互作用

为了把所有已标识的构件集成到体系结构中，必须认真分析这些构件的相互作用和关系。 

4.产生软件体系结构

一旦决定了关键构件之间的关系和相互作用，就可以在第2阶段得到的中间结构的基础上进行精化。

5.设计评审

一旦设计了软件体系结构，必须邀请独立于系统开发的外部人员对体系结构进行评审。

六.体系结构文档化

要让系统分析员和程序员去实现体系结构，还必须将体系结构进行文档化。文档是在系统演化的每一个阶段，系统设计与开发人员的通信媒介，是为验证体系结构设计和提炼或修改这些设计(必要时)所执行预先分析的基础。 体系结构文档化过程的主要输出结果是两个文档：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。文档要从使用者的角度进行编写，必须分发给所有与系统有关的开发人员，且必须保证开发者手上的文档是最新的。

七.体系结构复审

体系结构设计、文档化和复审是一个迭代过程。从这个方面来说， 在一个主版本的软件体系结构分析之后，要安排一次由外部人员(用户代表和领域专家)参加的复审。 复审的目的是标识潜在的风险，及早发现体系结构设计中的缺陷和错误，包括体系结构能否满足需求、质量需求是否在设计中得到体现、层次是否清晰、构件的划分是否合理、文档表达是否明确、构件的设计是否满足功能与性能的要求等。

八.体系结构实现

所谓“实现”就是要用实体来显示出一个软件体系结构，即要符合体系结构所描述的结构性设计决策，分割成规定的构件，按规定方式互相交互。最后按照设 计提供的结构，通过组装支持工具把这些构件的实现体组装起来，完成整个软件系统的连接与合成。

九.体系结构的演化

在构件开发过程中，用户的需求可能还有变动。在软件开发完毕正常运行后，由一个单位移植到另一个单位，需求也会发生变化。在这两种情况下，就必须相应地修改软件体系结构，以适应已发生变化的软件需求，体系结构演化过程如下：

1.需求变化归类

首先必须对用户需求的变化进行归类，使变化的需求与已有构件对应。对找不到对应构件的变动,也要做好标记，在后续工作中，将创建新的构件，以对应这部分变化的需求。

2.制定体系结构演化计划

在改变原有结构之前，开发组织必须制订一个周密的体系结构演化计划，作为后续演化开发工作的指南。

3.修改/增加或删除构件

在演化计划的基础上，开发人员可根据在第1步得到的需求变动的归类情况，决定是否修

改或删除存在的构件、增加新构件。最后，对修改和增加的构件进行功能性测试。

4.更新构件的相互作用

随着构件的增加、删除和修改，构件之间的控制流必须得到更新。

5.构件组装与测试

通过组装支持工具把这些构件的实现体组装起来，完成整个软件系统的连接与合成，形成新的体系结构。然后对组装后的系统整体功能和性能进行测试。

6.技术评审

对以上步骤进行确认，进行技术评审。