• 西电软件体系结构CH4:理解质量属性


    CH4:理解质量属性

    note:从这章开始,是考试的重点。熟背,考试的题型参考期末复习PPT即可。

    1.质量属性场景的概念

    质量属性场景:

    • 刺激物
    • 制品
    • 环境
    • 响应
    • 响应衡量

    2.六大质量属性

    2.1 可用性 Availability

    故障,相关后果

    定义:在需要是可用的概率,停机不算

    α的定义
    α = 平均无故障时间 平均无故障时间 + 故障修复时间 \alpha = \frac{平均无故障时间}{平均无故障时间 + 故障修复时间} α=平均无故障时间+故障修复时间平均无故障时间
    failure的特性:可感知的,未达到声称级别的功能即为错误。

    可用性的质量属性场景:

    • 源:系统内部或者外部故障迹象
    • 刺激物:系统崩溃,系统错误,给出结果不准时,错误结果
    • 制品:系统处理器,通信信道,存储,进程
    • 环境:正常、亚健康
    • 响应:记录错误日志,传回;通知管理员或者其他系统;关闭系统
    • 响应测量:平均无故障时间,修复时间,故障时间百分比,可用时间百分比

    2.2 可修改性 Modifiablity

    关注:改什么,谁改,什么时候改,改的代价

    质量属性场景

    • 源:谁去修改(开发者,系统管理员,用户)
    • 刺激物:要进行的具体修改
    • 制品:要修改哪一部分的内容:修改系统的功能 or UI 或者其他部分
    • 环境:在什么时间进行修改,设计or开发or运行时间
    • 响应:操作员怎么理解修改,部署,运行
    • 度量:改的时间和成本

    2.3 性能 Performance

    主要是系统响应事件的花费时间,事件数量,到来形式

    质量属性场景

    • 源:可能来自系统外部(可能多个)也可能来自系统内部
    • 刺激物:事件的到达,到达的形式(周期性,随机,偶发)
    • 制品:系统提供的服务
    • 环境:系统处于不同的环境——正常,紧急,超载
    • 响应:系统必须处理到来的事件,可能导致系统的环境的变化
    • 响应度量:
      • 处理事件花费的时间
      • 单位时间内处理事件的数量
      • 出错的错误率,丢失率

    2.4 安全性

    保证正常用户,阻挡非法攻击

    安全性的不同类型

    • 不可抵赖性
    • 机密性
    • 完整性
    • 保证性
    • 审计
    • 可用性

    质量属性场景

    • 源:攻击可能由人或者其他系统发起;可能先前被识别,或者当前未知。

    • 刺激物

      对系统的攻击(或者试图破坏系统安全保护),常见的形式:

      • 数据
      • 超过权限的服务
      • 影响可用性
    • 制品:系统所提供的服务或系统中的数据

    • 环境:系统可能处于不同的情况下——联网/未联网,在线/下线,在防火墙外/在防火墙内

    • 响应:

      • 合法用户正常使用,拒绝非法用户的使用
      • 对攻击有威慑
    • 度量

      • 发起攻击的难度
      • 从攻击中恢复的难度

    2.5 可测试性

    软件测试为了发现bug

    测试的重要性

    测试的质量属性场景

    • 源:测试可能由不同的角色发起(开发者、单元测试人员、集成测试人员、系统管理员、用户……)

    • 刺激物:里程碑

    • 制品:程序,设计,系统

    • 环境:设计阶段、开发阶段、编译时,部署阶段、正常运行时

    • 响应

      • 理想的响应是可以进行测试,并且可以观察到测试结果
      • 当测试结果无法被观察到时,测试难度很大
    • 响应的衡量标准

      • 白盒测试的覆盖率
      • 未来继续发现Bug的概率
      • 最长测试链的长度

    2.6 易用性

    用户希望完成任务有多容易

    质量属性场景

    • 源:终端用户

    • 刺激物:

      终端用户希望学会使用,提高效率,减少错误

    • 制品:整个系统

    • 环境:运行时或者部署时

    • 响应:

      系统响应用户的需求

    • 响应度量

      • 用户完成任务的时间
      • 用户出错的概率
      • 用户满意程度
      • 用户操作的成功率

    3.从架构上设计质量属性的策略

    3.1 可用性

    { 错误检测 { p i n g / e c h o H e a r t b e a t s :被监控组件向监控组件发出周期性信号 异常 错误恢复 { 投票机制 主动冗余 被动冗余 内测 检查点 / 回滚 错误避免 { 事务 关闭服务 进程监控

    \begin{cases}错误检测\begin{cases}ping/echo\\Heartbeats:被监控组件向监控组件发出周期性信号\\异常\end{cases}" role="presentation" style="position: relative;">\begin{cases}错误检测\begin{cases}ping/echo\\Heartbeats:被监控组件向监控组件发出周期性信号\\异常\end{cases}
    \\错误恢复
    {/" role="presentation" style="position: relative;">{/
    \\错误避免
    {" role="presentation" style="position: relative;">{
    \end{cases} 错误检测 ping/echoHeartbeats:被监控组件向监控组件发出周期性信号异常错误恢复 投票机制主动冗余被动冗余内测检查点/回滚错误避免 事务关闭服务进程监控

    3.2 可修改性

    { 局部化修改 { 保持语义的高内聚性 考虑未来可能会发生的改变 模块泛化 选项变少 抽象公共服务 避免连锁反应 { 保持已有的接口 使用中间层 信息隐藏 延迟绑定时间 { 运行时注册 配置文件 多态

    \begin{cases}局部化修改\begin{cases}保持语义的高内聚性\\考虑未来可能会发生的改变\\模块泛化\\选项变少\\抽象公共服务\end{cases}" role="presentation" style="position: relative;">\begin{cases}局部化修改\begin{cases}保持语义的高内聚性\\考虑未来可能会发生的改变\\模块泛化\\选项变少\\抽象公共服务\end{cases}
    \\避免连锁反应
    {使" role="presentation" style="position: relative;">{使
    \\延迟绑定时间
    {" role="presentation" style="position: relative;">{
    \end{cases} 局部化修改 保持语义的高内聚性考虑未来可能会发生的改变模块泛化选项变少抽象公共服务避免连锁反应 保持已有的接口使用中间层信息隐藏延迟绑定时间 运行时注册配置文件多态

    3.3 性能

    { 资源需求 { 提升计算能力 减少处理的数据数量 管理事件达到的频率 限制采样率 资源管理 { 长任务设置上限执行时间 限制事务队列的长度 利用并发机制 资源仲裁:使用调度策略 { F I F O 固定优先级 动态优先级

    \begin{cases}资源需求\begin{cases}提升计算能力\\减少处理的数据数量\\管理事件达到的频率\\限制采样率\end{cases}" role="presentation" style="position: relative;">\begin{cases}资源需求\begin{cases}提升计算能力\\减少处理的数据数量\\管理事件达到的频率\\限制采样率\end{cases}
    \\资源管理
    {" role="presentation" style="position: relative;">{
    \\资源仲裁:使用调度策略
    {FIFO" role="presentation" style="position: relative;">{FIFO
    \end{cases} 资源需求 提升计算能力减少处理的数据数量管理事件达到的频率限制采样率资源管理 长任务设置上限执行时间限制事务队列的长度利用并发机制资源仲裁:使用调度策略 FIFO固定优先级动态优先级

    3.4 安全性

    { 抵御攻击 { 用户认证 用户授权 保证数据的机密性 保证数据的完整性 限制访问:防火墙 攻击检测:入侵检测系统 攻击恢复 { 数据备份 攻击者识别

    \begin{cases}抵御攻击\begin{cases}用户认证\\用户授权\\保证数据的机密性\\保证数据的完整性\\限制访问:防火墙\end{cases}" role="presentation" style="position: relative;">\begin{cases}抵御攻击\begin{cases}用户认证\\用户授权\\保证数据的机密性\\保证数据的完整性\\限制访问:防火墙\end{cases}
    \\攻击检测:入侵检测系统\\攻击恢复
    {" role="presentation" style="position: relative;">{
    \end{cases} 抵御攻击 用户认证用户授权保证数据的机密性保证数据的完整性限制访问:防火墙攻击检测:入侵检测系统攻击恢复{数据备份攻击者识别

    3.5 可测试性

    { 管理输入输出 { 记录 / 回放,重演 接口和实现分离 内部检测:内部监控器 { I D E 断点

    \begin{cases}管理输入输出\begin{cases}记录/回放,重演\\ 接口和实现分离\end{cases}" role="presentation" style="position: relative;">\begin{cases}管理输入输出\begin{cases}记录/回放,重演\\ 接口和实现分离\end{cases}
    \\ 内部检测:内部监控器
    {IDE" role="presentation" style="position: relative;">{IDE
    \end{cases} 管理输入输出{记录/回放,重演接口和实现分离内部检测:内部监控器{IDE断点

    3.6 易用性

    { 运行时策略 { 保证用户模型 保证系统模型 保证任务模型 设计时策略 { U I 界面与其他分离: M V C 具体: { 系统给与用户适当反馈 系统猜测用户要完成的任务 系统支持撤销 系统给用户提供一致性体验 用户接口分离

    \begin{cases}运行时策略\begin{cases}保证用户模型\\保证系统模型\\保证任务模型\end{cases}" role="presentation" style="position: relative;">\begin{cases}运行时策略\begin{cases}保证用户模型\\保证系统模型\\保证任务模型\end{cases}
    \\设计时策略
    {UIMVC" role="presentation" style="position: relative;">{UIMVC
    \\具体:
    {" role="presentation" style="position: relative;">{
    \end{cases} 运行时策略 保证用户模型保证系统模型保证任务模型设计时策略{UI界面与其他分离:MVC具体: 系统给与用户适当反馈系统猜测用户要完成的任务系统支持撤销系统给用户提供一致性体验用户接口分离

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_45745854/article/details/126279630