[发明专利]一种考虑多因素的软件体系结构适应性评估方法

说明书

本发明提供了一种考虑多因素的软件体系结构适应性评估方法，属于软件体系结构技术领域。本发明从设计文档和需求规格说明中获取适应策略，对其中各策略根据操作类型划分为组件结构变更策略、组件参数变更策略和连接件参数变更策略三类，对各策略统计变更率，利用扩展的UML组件图对软件体系结构在不同策略驱动下的变更进行建模，基于组件图模型设置策略实现的难易程度权重、计算变更影响程度，最后综合计算适应策略驱动下的软件体系结构的适应性，以判断是否可行。本发明考虑了对体系结构适应性产生影响的正向因素和负向因素，兼顾了体系结构的结构及其参数的调整，能更全面真实的定量获取适应策略下体系结构的适应性，以供设计人员使用。

技术领域

本发明涉及软件体系结构技术领域，具体涉及一种考虑多因素的软件体系结构适应性评估方法。

背景技术

作为软件设计阶段的重要产物，软件体系结构设计的好坏将直接决定未来软件的质量，已成为软件工程的重要研究领域。软件体系结构适应性是指体系结构为满足环境变化和用户需求变化，能够在适应策略驱动下以小的代价和影响程度进行结构与参数调整的能力。大量的实践表明，软件体系结构的适应性将直接决定自适应软件在运行阶段的适应能力。因此，有必要在设计阶段对体系结构的适应性进行评估，通过评估的结果来修改体系结构，使得自适应软件在实际上线运行时具有更好的适应能力。

现有针对体系结构适应性评估的研究主要存在以下两点不足：第一，对适应性的理解过于片面。现有的研究只是将体系结构的适应性理解为元素的变更能力以及对适应目标的满足度，将适应性作为体系结构的一种增益属性看待。然而，适应性除了能够为体系结构带来灵活、可调整等好处之外，也会给体系结构带来负面的影响，例如：删除一个组件后会使得其他的组件也受到影响。第二，在度量体系结构元素变更程度时，只关注于体系结构中结构元素，即组件和连接件的改变。然而，自适应软件的适应方式存在结构适应和参数适应两类，作为支持软件实现自适应的核心，体系结构的适应方式也应该具有结构适应和参数适应两种方式，因此仅关注组件与连接件的变更不能完整地评估体系结构的适应性。

发明内容

针对现有软件体系结构适应性评估的不足，为了更好地判断软件设计阶段提出的适应策略对体系结构的影响与使用效果，本发明提出了一种考虑多因素的软件体系结构适应性评估方法，综合考虑了策略的数量与类型、完成适应需要付出的代价、体系结构元素的变更程度、适应对体系结构整体影响程度等因素，设计人员可使用本发明方法进行软件体系结构适应性评估，根据所得评估结果对体系结构进行修改以提升其适应性。

本发明提供的考虑多因素的软件体系结构适应性评估方法，从设计文档和需求规格说明中获取软件体系结构的适应策略，对每个适应策略执行如下步骤：

步骤一：根据操作类型，将适应策略中的策略划分为组件结构变更策略、组件参数变更策略以及连接件参数变更策略三类；

步骤二：对适应策略度量软件体系结构元素变更程度，包括：组件变更率、组件功能变更率、连接件变更率；

步骤三：利用扩展的UML组件图对软件体系结构在适应策略驱动下的变更进行建模；

步骤四：基于适应策略驱动下建立的组件图模型，设置适应策略实现的难易程度权重；为适应策略中的每个变更策略的实现难易程度设置权重，权重越大表示越容易实现；

步骤五：基于步骤三建立的组件图模型，确定适应策略各变更策略下变更影响的程度；

步骤六：计算适应策略驱动下的软件体系结构的总体适应性，用于判断适应策略是否可行。

所述的步骤一中，适应策略中的操作类型有五种：增加组件、删除组件、替换组件、更改组件参数以及更改连接件参数；其中，当增加、删除或替换组件时，将调整软件体系的拓扑结构，属于组件结构变更策略；当更改组件参数时，将调整组件的功能状态，属于组件参数变更策略；当更改连接件参数，将更改消息调用方式或消息传递方式，属于连接件参数变更策略。