طراحی معماری نرم افزار

طراحی معماری نرم افزار

اسلاید 1: فصل چهاردهمطراحی معماری

اسلاید 2: طراحی معماری چیست؟ نمایانگر ساختار اجزای داده ای و برنامه ای می باشد که برای ساختن یک سیستم مبتنی بر کامپیوتر لازم استمراحل کار چیست؟ طراحی معماری با طراحی داده ها آغاز شده و سپس به یک یا چند شاخه از ساختمان معماری سیستم مشتق می شودنتیجه کار طراحی معماری چیست؟ در طول کار طراحی ، یک مدل که در برگیرنده ساختمان برنامه و معماری داده هاست ، ایجاد می شود همچنین مشخصه های اجزا و ارتباطشان توصیف می شودطراحی چیست؟ یک فرآیند چند مرحله ای است که در آن ، ارائه اطلاعات و ساختار برنامه ، مشخصه های رابط و جزئیات روش کار از روی نیازمندیهای اطلاعاتی تلفیق می شوندتوصیف طراحی از نظر فریمن: 1_طراحی دارای ماهیت ساختاری است2_طراحی انسجام می آفریند 3_طراحی مبتنی بر اطلاعات است

اسلاید 3: معماری نرم افزارتعریف معماری نرم افزار از نظر باس و همکارانش :عبارتست از ساختار یا ساختارهای سیستم که شامل اجزای نرم افزاری ، مشخصه های مشهود برونی اجزای نرم افزاری و ارتباطات میان آنها می باشدمعماری ، یک نرم افزار عملیاتی نیست بلکه نمودی است که مهندس نرم افزاررا قادر می سازد:1_ میزان تاثیر طرح را در مرتفع نمودن نیازمندیهای بیان شده ، تحلیل کند2_ معماری های جایگزین دیگر را در مرحله ای که تغییر طرح هنوز نسبتا آسان است ، بررسی می کند3_ خطرات مربوط به ساخت نرم افزار را کاهش دهد

اسلاید 4: دلیل اهمیت معماری نرم افزار از نظر باس و همکارانش :1_ ارائه معماری نرم افزاری ، کار برقراری ارتباط را میان همه طرف های علاقه مند به توسعه سیستم مبتنی بر کامپیوتر ، میسر می سازد2_ این معماری تصمیمات طراحی اولیه را مشخص می کند که دارای تاثیر زیادی بر همه کارهای مهندسی نرم افزار است و روی موفقیت نهایی سیستم بسیار موثر است3_ این معماری یک مدل نسبتا کوچک و قابل درک یا چگونگی ساخت سیستم و چگونگی کارکردن اجزای آن با یکدیگر را ارائه می دهد

اسلاید 5: طراحی داده هااهمیت طراحی داده ها در بخش های مختلف:1_ در سطح مولفه برنامه ، طراحی ساختارهای داده ها برای ارائه برنامه های کاربردی با کیفیت ضروری هستند2_ در سطح برنامه های کاربردی ، تغییر مدل داده ها به یک پایگاه داده برای دستیابی به اهداف تجاری سیستم در مرکز توجه قرار داردتعریف انبار اطلاعاتی: یک محیط داده ای جداگانه است که مستقیما با برنامه های کاربردی ، روز به روز تلفیق نمیشود بلکه تمام اطلاعات مورد استفاده در تجارت را در بر می گیرد

اسلاید 6: مشخصه هایی که باعث تمایز انبار اطلاعاتی از پایگاه داده ای معمولی می شود عبارتند از:1_ جهت گیری موضوع2_ تلفیق3_ تفاوت زمانی 4_ ثباتهدف از یک انبار داده ای ، دسترسی به کل معلوماتی است که نباید به گونه ای دیگر و در جای دیگر قرار داشته باشد

اسلاید 7: اصولی را که ویسرمن برای طراحی داده ها در سطح اجزا پیشنهاد می کند عبارتند از :1_ اصول تحلیل نظام مند که در مورد عملکرد و رفتار به کار می رود باید در مورد داده ها نیز به کار رود2_ تمام عملیات و ساختمان داده ها باید شناسایی شوند 3_ یک فرهنگ داده ای به وجود آورده و از آن برای تعریف طراحی داده ها و برنامه استفاده کنید4_ تصمیمات مربوط به سطوح پایین طراحی داده ها را باید تا اواخر فرآیند طراحی به تعویق انداخت5_ نمود ساختاری داده ها تنها باید برای پیمانه هایی شناخته شده باشد که مستقیما از داده های موجود در ساختار استفاده می کنند 6_ کتابخانه ای از ساختارهای داده ای مفید و عملیاتی که ممکن است در مورد آنها بکار رود ، باید ایجاد گردد7_ طراحی نرم افزار و زبان برنامه نویسی باید خصوصیات و شناسایی انواع داده های انتزاعی را پشتیبانی کند

اسلاید 8: سبک های معماریتعریف : سبک های معماری ، الگویی برای ساخت می باشد که برای تمایز بین سبک های مختلف استفاده می شودسبک های معماری دربر گیرنده موارد زیر می باشد :1- مجمو عه ای از اجزا مثل پایگاه داده ای و پیمانه های محاسباتی ، که عمل مورد نیاز سیستم را انجام می دهد2- مجمو عه ای از پیوند دهندگان و رابطین است که ارتباط ، هماهنگی و همکاری را در میان اجزا امکان پذیر می سازد3- محدودیت هایی که مشخص می کنند چگونه اجزا را می توان تلفیق کرد تا یک سیستم را تشکیل دهند4- مدل های معنایی است که طراح را قادر به درک خواص کلی سیستم از طریق تحلیل خواص شناخته شده اجزای تشکیل دهنده می کند

اسلاید 9: انواع سبک های معماری عبارتند از :1- معماری های متمرکز بر داده هامرکز داده ها( بطور ذخیره شده یا آماده ارسال )نرم افزار مخدومنرم افزار مخدومنرم افزار مخدومنرم افزار مخدومنرم افزار مخدومنرم افزار مخدومنرم افزار مخدومنرم افزار مخدوم

اسلاید 10: 2- معماری های جریان داده هافیلترفیلترفیلترفیلترفیلترفیلترفیلترفیلترفیلترفیلترالف) الگوی لوله و فیلترلوله هافیلترفیلترفیلترفیلترب) الگوی ترتیب دسته ای

اسلاید 11: 3- معماری فراخوانی و بازگشت ، شامل سبک های فرعی زیر است :الف : معماری برنامه اصلی / برنامه فرعیب : معماری فراخوانی روال از راه دور4- معماری های شی گرا5- معماری های لایه ای :در لایه های خارجی : اجزا در خدمت عملیات رابط کاربر هستنددر لایه های داخلی : اجزا کار ارتباط سیستم عامل را انجام می دهندلایه های میانی : خدمات استفاده و بهره برداری و عملیات کارکردی نرم افزار را مهیا می کنند

اسلاید 12: لایه مرکزیلایه تسهیلاتلایه کاربردیلایه رابط کاربرمولفه هامعماری های لایه لایه شده

اسلاید 13: (ATAM) شیوه تحلیل توازن معماری عبارتند از : ATAM فعالیت های تحلیل طراحی 1_ جمع آوری طرح ها (سناریو ها)2_ بدست آوردن نیازمندیها ، محدودیتها و توصیف محیط3_ توصیف سبک ها / الگوهای معماری که برای بررسی طرح ها و نیاز ها انتخاب شده اند4_ ارزیابی صفات خاصه کیفی با در نظر گرفتن هر صفت خاصه بطور جداگانه5_ شناسایی حساسیت صفات خاصه به صفات خاصه مختلف معماری برای سبک بخصوص

اسلاید 14: تعریف ابعاد طراحی از نظر آسادا : ابعاد طراحی اغلب در بر گیرنده روش های کیفی تعریف شده در بخش آخر هستند یعنی قابلیت اطمینان ، عملکرد ، ایمنی ، قابلیت نگهداری ، انعطاف پذیری ، آزمون پذیری ، قابلیت حمل ، قابلیت کاربرد مجدد و عمل در همکاری با دیگر قسمت هاانواع مدل ها از نظر آسادا:1_مدل تحلیل طیف : یک طراحی معماری را از نظر خوب بودن طیف ، از بهترین تا بدترین طراحیهای ممکن ، ارزیابی می کندI = [ ( s – s ) / ( s - s ) ] * 100SWIS: شاخص طیفS: جمع امتیاز کلSW: بدترین امتیاز موردیWbSb: بهترین امتیاز موردیI = I / I mpS1S2Imp : شاخص پیشرفتIIS1S2و: دو سیستم مورد طراحی

اسلاید 15: انواع مدل ها از نظر آسادا:2_مدل تحلیل انتخاب طراحی : نیازمند مجموعه ای از ابعاد طراحی است که باید تعریف شوندسپس معماری پیشنهادی ارزیابی می گردد تا تعداد ابعاد طراحی که در مقایسه با سیستم ایده آل بدست می آید ، تعیین گرددd = ( N / N ) * 100Sad: شاخص انتخاب طراحی N S: تعداد ابعاد بدست آمده از معماری پیشنهادی: کل ابعاد N aهر چه شاخص انتخاب طراحی بیشتر باشد ، رهیافت های معماری پیشنهادی به سیستم ایده آل نزدیکتر می شود

اسلاید 16: پیچیدگی معمارییک روش مفید برای ارزیابی پیچیدگی کلی معماری پیشنهادی ، عبارتست از در نظر گرفتن وابستگی میان اجزا درون معماری انواع وابستگی ها از نظر ژائو :1_ وابستگی های مشترک2_ وابستگی های جریان3_ وابستگی های محدود و مقید شده

اسلاید 17: گامهایی که برای ترسیم در یک معماری رفت و برگشت باید برداریم عبارتند از: DFD 1_ نوع جریان اطلاعاتی تعیین گردد2_ سرحدات جریان مشخص شونددر ساختمان برنامه نگاشت شودDFD 3_4_ سلسله مراتب کنترلی تعیین گردد5_ ساختمان بدست آمده با استفاده از معیار های طراحی و علوم تجربی بازنگری شوند6_ توصیف معماری بازنگری و تعیین گردد

اسلاید 18: جریان تراکنش: با حرکت داده ها در طول مسیر توصیف می شود که اطلاعات جهان بیرونی را به یک قرارداد تبدیل می کند این تراکنش ارزیابی شده و بر اساس ارزشش ، جریان در طول یکی از مسیرهای متعدد اقدام ، آغاز می گردد Tتراکنش هاتراکنشمراکزمسیرهای اقدامروند تراکنش

اسلاید 19: نرم افزار خانه امنصفحه کنترلحس گر هانمایشگر صفحه کنترلآژیرخط تلفنفرمان های کاربر و دادهاطلاعات نمایشگرنوع آژیرشماره تلفن هاوضعیت حس گرهادیاگرام جریان داده ای سطح صفر نرم افزار خانه امن

اسلاید 20: گامهای طراحی عبارتند از:1_ بازنگری مدل سیستم بنیادیپیکربندی سیستمکاربرمحاوره باغیر فعالسازیفعالسازی/رمز عبورپردازش و وضعیتنمایش پیامحس گرهانظارت برسیستمصفحه کنترلحس گرهاخط تلفنآژیرنمایش صفحه کنترلاطلاعات پیکربندیدرخواستپیکربندیداده هایپیکربندیشروعتوقفرمز عبورپیام اعتبار کاربرپیامف / غپیکربندیداده هایداده های پیکربندیاطلاعات نمایشیاطلاعات حسگرنوع آژیرشماره تلفنداده ها و دستورات کاربردیاگرام جریان داده ای سطح 1 نرم افزار خانه امن

اسلاید 21: 2_ بازنگری و پالایش نمودارهای جریان داده ای در مورد نرم افزاربررسی دسترسی غیر مجازقالب بندی برای نمایش تولید سیگنال آژیر شماره گیری تلفن خواندن حسگرهااطلاعات پیکربندیوضعیت سنسورنوع وسنسور IDشماره تلفنسیگنالهای شماره تلفنداده های پیکربندیداده های آلارمنوع آلارمنوع ومکان IDاطلاعات سنسوردیاگرام جریان داده ای سطح 2 نرم افزار خانه امن

اسلاید 22: سنسورهاخواندناطلاعات پاسخدستیابی بهشرایط لازمایجادشماره تلفنانتخابارتباطآماده سازیتلفنتولید پالسهایصفحه نمایشقالب بندیصفحه نمایشتولید خروجیآلارمتولید سیگنالاطلاعات پیکربندیبه شبکه تلفنپالسهای شماره تلفنسیگنال آمادگی برای شماره گیریشماره تلفنلیست شماره هااطلاعات کد ، نوع آلارم وسنسور وزمان وتنظیمات سنسورIDوضعیت سنسورداده های پیکربندیID نوع و مکان سنسورID نوع و مکان قالب بندیداده های آلارمنوع آلارماطلاعات سنسوردیاگرام جریان داده ای سطح 3 نرم افزار خانه امنبا مرزهای روند

اسلاید 23: 3_ تعیین اینکه آیا نمودار جریان داده ای دارای مشخصات جریان تغییر یا مبادله ای است در این مرحله طراح همه مشخصه های جریان را بر اساس پیگیری موجودیت انتخاب می کند ، علاوه بر این مناطق موضعی جریان تبدیل یا تراکنش مجزا می شوند4_ با مشخص کردن سرحدات جریان ورودی و خروجی مرکز تبدیل جدا می شود 5_ انجام فاکتورهای سطح نخست

اسلاید 24: اجراکننده حسگرهای نمایش کنترل کننده ورودی سنسور کنترل کننده شرایط آژیر کنترل کننده خروجی آژیر سطح نخست حسگرهای نمایش

اسلاید 25: 6_ انجام دومین سطح فاکتورگیری اجراکننده حسگرهای نمایش کنترل کننده ورودی سنسور کنترل کننده شرایط آژیر کنترل کننده خروجی آژیر قالب بندی نمایشگرتولید کننده سیگنال آژیر اتصال به شبکه تلفن تولید نمایشگرارسال پالسها به خطتولید صفحه نمایشقالب بندی صفحه نمایشتولید سیگنال آژیراتصال به شبکه تلفنتولید پالس بر خطفاکتور بندی سطح دوم برای حسگرهای نظارتی

اسلاید 26: اجراکننده حسگرهای نمایش کنترل کننده ورودی سنسور کنترل کننده شرایط آژیر کنترل کننده خروجی آژیر اتصال به شبکه تلفن قالب بندی نمایشگرتولید کننده سیگنال آژیر ارسال پالسها به خطتولید نمایشگرانتخاب شماره تلفنبرقراری شرایط آژیرتنظیم دقیق اطلاعات پاسخخواندن حسگرهانمودار نخست ساختار برنامه برای حسگرهای نمایش دهنده7_ اصلاح معماری اولین تکرار با استفاده از روش اکتشافی در طراحی برای بهبود کیفیت نرم افزار

اسلاید 27: 7-14 تصویر تراکنش قلم داده تراکنش: در بسیاری از کاربردهای نرم افزاری، یک قلم داده منفرد، یک یا چند جریان اطلاعات را تحریک می کندکه بر تابعی مشخص شده توسط قلم داده تحریک کننده اثر گذارد. تصویر تراکنش، با در نظر گرفتن زیر سیستم ارتباط با کاربر مربوط به نرم افزار safehome نشان داده خواهد شد (شکل 6-14 و 13-14).یک قلم داده، نوع دستور، باعث می شود جریان داده از مرکز به سمت خارج جریان یابد. بنابراین خصوصیات کلی جریان داده، برمبنای تراکنش می باشد. هر مسیر اجرایی به یک تبدیل جریان می یابد که نمایش پیغام ها و وضعیت می باشد.

اسلاید 28: مراحل طراحی برای تصویر تراکنش: 1. مرور مدل بنیادی سیستم 2. مرور و پالایش نمودار جریان داده برای نرم افزار 3. مشخص نمودن اینکه آیا نمودار جریان داده دارای خصوصیان جریان تبدیل یا تراکنش می باشد. مانند آنچه که در شکل 13-14 مرزهای جریان برای هر دو نوع جریان ایجاد شده است.4. مشخص نمودن مرکز تراکنش و خصوصیات جریان در طول هر یک از مسیرهای اجرایی. این مرکز تراکنش در مبدا تعدادی از مسیرهای اجرایی قرار دارد که از آن جریان می یابند. (حباب فراخوانی پردازش دستور در شکل 13-14). همچنین باید مسیر ورودی (یعنی مسیر جریان که در طول آن یک تراکنش دریافت می شود) و تمام مسیرهای اجرایی جدا شوند و هر مسیر اجرایی باید برای هریک از خصوصیات جریان آن بررسی شود.

اسلاید 29:

اسلاید 30: 5. DFD موجود در ساختار برنامه به گونه ای تصویر شود که توسط پردازش تراکنشی کنترل شود. جریان تراکنش به یک معماری تصویر می شود که حاوی انشعاب ورودی و خروجی است. با شروع از مرکز تراکنش، حباب های موجود در مسیر ورودی، به پیمانه ها تصویر خواهد شد. ساختار انشعاب خروجی نیز حاوی پیمانه های خروجی است که تمام پیمانه های اجرایی پایین تر را کنترل می کند. هر مسیر اجرایی در DFD به ساختاری تصویر می شود که معادل خصوصیات جریان آن باشد.(14-14)

اسلاید 31:

اسلاید 32: 6.ساختار تراکنشی و هر ساختار هر مسیر اجرایی فاکتورگیری و پالایش شود.فاکتور گیری سطح اول باعث بدست آمدن سلسله مراتب کنترل برای نرم افزار می شود، فاکتور گیری سطح دوم پیمانه های کاری را در بین کنترل کننده های مناسب توزیع می کند. شکل 13-14 جریان اطلاعات پردازش کلمه عبور را نشان می دهد که معماری آن نیز در شکل 16-14 آمده است.

اسلاید 33: 7. پالایش معماری اولین تکرار با استفاده از ابتکارات طراحی برای ارتقا کیفیت نرم افزاراین مرحله برای تصویر تراکنش مشابه مرحله متناظر برای تصویر تبدیل می باشد که در هر دو روش طراحی معیارهای زیر پیشنهاد می شوند:استقلال پیمانهعملی بودن (مطلوب بودن پیاده سازی و آزمایش)قابلیت نگهداری اصلاحات ساختاری8-14پالایش طراحی معماریبکارگیری موفقیت آمیز تصویر نمودن تبدیل یا تراکنش، با مستندسازی تکمیل تر می شود که به عنوان بخشی از طراحی معماری لازم است. پس از ایجاد معماری کارهای زیر را باید کامل کرد:یک توضیح پردازش باید برای هر پیمانه داده شود.توصیف رابط ها برای هر پیمانه فراهم گردد.

اسلاید 34: مجموعه ای از مرورهای طراحی هدایت شونددر صورت نیاز پالایش در نظر گرفته شود.یک توضیح پردازش (در حالت ایده آل) غیر مبهم و محدود، پردازشی که در داخل پیمانه انجام می گیرد را توضیح می دهد؛ این توضیح کارهای پردازش، تصمیمات و I/O را توصیف می کند.توصیف رابط ها، توصیف کننده طراحی رابط های پیمانه های داخلی، رابط های خارجی سیستم و رابط های انسان-ماشین می باشد.پس از توسعه طراحی برای تمام پیمانه ها یک یا چند مرور طراحی که بر قابل پیگیری بودن نیازهای نرم افزار و کیفیت معماری آن و... تاکید دارد،معرفی می گردد. پالایش طراحی بدنبال کمترین تعداد پیمانه هایی باشد که منطبق بر پیمانه سازی موثر و حداقل پیچیدگی ساختمان داده باشد که به طور مناسبی نیازهای اطلاعاتی را تامین می کنند.