فرمت فایل: ورد –Word و قابل ویرایش

تعداد صفحات: 311

چکيده ....................................۱ فصل اول – مقدمه

۱-۱- مقدمه .....................۴

۱-۲- تعريف مساله .........۵

۱-۳- سابقه تحقيق .........۷

۱-۴- دامنه مساله ...........۸

۱-۵- معماري نرم افزار و طراحي معماري نرم افزار مبتني بر سبک۹

فصل دوم – آشنايي با ادبيات موضوع

۲-۱- علل نياز به معماري نرم افزار........۱۳

۲-۲- نيازهاي سيستم نرم افزاري ..........۱۴

۲-۳- سبک هاي معماري نرم افزار........۱۶

۲-۴- معماري , طراحي معماري و سبک معماري ........۱۶

۲-۵- معماري نرم افزار...۱۷

۲-۵-۱- تعاريف معماري نرم افزار ......۱۸

۲-۶- اهميت معماري نرم افزار...............۱۹

۲-۷- اجزا معماري نرم افزار....................۱۹

۲-۷-۱- مولفه ها.........۲۰

۲-۷-۲- رابطها.............۲۰

۲-۷-۳- واسطها ..........۲۰

۲-۷-۴- پيکربندي ها۲۱

۲-۸- تصميم هاي معماري .....................۲۱

۲-۹- وظيفه مندي و ويژگي هاي کيفي و ارتباط آنها با معماري ......۲۲

۲-۹-۱- معماري و وظيفه مندي ......۲۲

۲-۹-۲- معماري و ويژگي هاي کيفي .......................۲۳

۲-۹-۳- سناريوهاي ويژگي کيفي .....۲۵

۲-۱۰- تاکتيک..................۲۷

۲-۱۱- پيشرانهاي معماري ........................۲۹

۲-۱۲- سبکهاي معماري .۳۰

۲-۱۲-۱- ساختار سبک..................۳۰

۲-۱۲-۲- طبقه بندي سبکهاي معماري ................۳۱

۲-۱۲-۳- ابعاد تشکيل دهنده سبک......................۳۲

۲-۱۳- طراحي معماري نرم افزار..............۳۳

۲-۱۴- ارتباط بين مفاهيم در روش طراحي معماري نرم افزار مبتني بر سبک......۳۴

۲-۱۵- خلاصه .....................۳۵

فصل سوم –بررسي روشهاي طراحي معماري نرم افزار

۳-۱- مقدمه ......................۳۷

۳-۲- روش طراحي ويژگي گرا................۳۸

۳-۲-۱- ورودي هاي روش طراحي ويژگي گرا..۳۹

۳-۲-۲- خروجي هاي روش طراحي ويژگي گرا۴۰

۳-۲-۳- اطمينان از اينکه اطلاعات نيازها کافي است ................۴۱

۳-۲-۴- انتخاب يک عنصر از سيستم براي تجزيه ......................۴۱

۳-۲-۵- تعيين پيشرانهاي معماري کانديد.........۴۱

۳-۲-۶- انتخاب يک مفهوم طراحي براي تضمين پيشرانهاي معماري ...........۴۲

۳-۲-۷- نمونه سازي عناصر معماري و تخصيص مسئوليت ......۴۲

۳-۲-۸- تعريف واسطهايي براي عناصر نمونه سازي شده .........۴۳

۳-۲-۹- بازبيني نيازها و اعمال آنها به عنوان محدوديتهايي براي عناصر معماري نمونه سازي

شده .........۴۳

۳-۲-۱۰- تکرار مراحل ۲ تا ۷ براي عنصر بعدي سيستم ............۴۳

۳-۳- طراحي مبتني بر وظيفه مندي ...۴۴

۳-۳-۱- مرحله ۱ : طراحي معماري مبتني بر وظيفه مندي ....۴۵

۳-۳-۲- مرحله ۲ : ارزيابي معماري ....................۴۶

۳-۳-۳- مرحله ۳ : تغيير معماري .......................۴۷

۳-۴- معيارهاي موردانتظار از يک راه حل .....................۴۸

۳-۵- بررسي روشهاي طراحي معماري نرم افزار..........۵۰

۳-۵-۱- قابليت يکپارچگي ...........۵۰

۳-۵-۲- رعايت تجريد مناسب در طراحي معماري .....................۵۱

۳-۵-۳- هزينه پايين اعمال تغييرات ...................۵۱

۳-۵-۴- قابليت فهم و درک آسان معماري ........۵۲

۳-۶- علل نياز به به يک روش طراحي جديد ............۵۳

۳-۷- خلاصه ...................۵۴

فصل چهارم – طراحي معماري نرم افزار مبتني بر سبک

۴-۱- مقدمه ......................۵۶

۴-۲- دامنه روش طراحي معماري نرم افزار مبتني بر سبک.............۵۷

۴-۲-۱- چارچوب تصميم هاي معماري در SBSAD ..........۵۸

۴-۲-۱-۱- تصميم هاي فرامعماري SBSAD ......۵۹

۴-۲-۱-۲- تصميم هاي معماري SBSAD ...........۶۰

۴-۲-۱-۳- سياست ها و راهنماييها.۶۱

۴-۲-۲- ساختار سلسله مراتبي .۶۱

۴-۳- اصطلاحات و مفاهيم ......................۶۲

۴-۳-۱ سبک معماري ................۶۲

۴-۳-۲ نيازهاي تجريدي و عيني ......................۶۳

۴-۳-۳ پيشرانهاي معماري .....۶۴

۴-۳-۴ نوع مولفه ها در SBSAD ..................۶۶

۴-۳-۵ نوع رابطها در SBSAD ......................۶۷

۴-۳-۶ رفتار بازگشتي در تجزيه سيستم با روش SBSAD ........................۶۹

۴-۴ فرآيند طراحي معماري نرم افزار مبتني بر سبک.....................۷۰

۴-۴-۱- ورودي هاي روش SBSAD ..............۷۲

۴-۴-۱-۱- نيازهاي وظيفه مندي تجريدي و عيني .........................۷۲

۴-۴-۱-۲- نيازهاي ويژگي هاي کيفي تجريد و عيني ....................۷۴

۴-۴-۱-۳- نيازهاي حرفه ...................۷۵

۴-۴-۱-۴- محدوديتهاي معماري .....۷۵

۴-۴-۱-۵- محدوديتهاي طراحي ......۷۵

۴-۴-۱-۶- انتخاب هاي معماري ......۷۶

۴-۴-۲- خروجي هاي روش SBSAD ............۷۷

۴-۴-۳- مراحل فرآيند SBSAD ..................۷۸

۴-۴-۳-۱- انتخاب يک عنصر از سيستم براي تجزيه .....................۷۹

روش پيمايش درخت تجزيه .۷۹

نيازها و مسئوليتها ................۸۱

۴-۴-۳-۲- انتخاب پيشرانهاي معماري .....................۸۳

۴-۴-۳-۳- اجراي تجزيه براساس پيشرانهاي معماري .....................۸۲

تجزيه مبتني بر سبک.............۸۹

بازبيني محدوديت ها..............۹۶

تغيير سبکهاي انتخاب شده ..۹۶

۴-۴-۳-۴- تجزيه وظيفه مندي ........۹۸

۴-۴-۳-۵- تخصيص وظيفه مندي به سبک معماري ...................۱۰۰

ارزيابي وظيفه مندي ...۱۰۰

مستندسازي طراحي معماري .............۱۰۱

تکرارهاي بعدي ..........۱۰۱

۴-۵ خلاصه ..................۱۰۲ فصل پنجم – مطالعه موردي

۵-۱ مقدمه ...................۱۰۴

۵-۲ مطالعه موردي ۱: سيستم آلبوم عکس در اينترنت ....................۱۰۴

۵-۲-۱-وظيفه مندي کليدي سيستم .........................۱۰۴

د

۵-۲-۲- ويژگي هاي کيفي کليدي سيستم ............۱۰۵

۵-۲-۳-نيازهاي وظيفه مندي تجريد۱۰۶

۵-۲-۴-نيازهاي ويژگي کيفي تجريد۱۰۷

۵-۲-۵-محدوديت هاي معماري ........۱۰۸

۵-۲-۶- محدوديت هاي طراحي .........۱۰۸

۵-۲-۷-انتخاب هاي معماري .............۱۰۹

۵-۲-۸-پيشران هاي معماري ...........۱۱۰

۵-۲-۹-تبديل نيازها به مسئوليت ها........................۱۱۲

۵-۲-۱۰- اولويت بندي نيازهاي ويژگي کيفي ...۱۱۳

۵-۲-۱۱- تجزيه سيستم ...............۱۱۴

۵-۲-۱۲- ارزيابي شاخص ها.........۱۲۵

۵-۲-۱۲-۱- هزينه اعمال تغييرات ............۱۲۵

۵-۲-۱۲-۲- طراحي معماري به اندازه کافي دقيق ........۱۲۷

۵-۲-۱۲-۳- يکپارچگي عناصر معماري ..۱۲۸

۵-۲-۱۲-۴- پيچيدگي .......۱۲۹

۵-۳- مطالعه موردي ۲: خانه الکترونيکي ......................۱۳۰

۵-۳-۱- اعمال روش SBSAD........۱۳۰

۵-۳-۲- ارزيابي شاخص ها..............۱۴۲

۵-۳-۲-۱- هزينه اعمال تغييرات .......۱۴۲

۵-۳-۲-۲- طراحي معماري به اندازه کافي دقيق .....۱۴۳

۵-۳-۲-۳- يکپارچگي عناصر معماري ........................۱۴۳

۵-۳-۲-۴- پيچيدگي ...۱۴۳

۵-۴- خلاصه .................۱۴۴

فصل ششم – نتيجه گيري

۶-۱- مقدمه ....................۱۴۶

۶-۲- مروري بر پايان نامه .....................۱۴۶

۶-۳- دستاورد تحقيق ..۱۴۷

ه

۶-۴- ارزيابي راه حل ....۱۴۷

۶-۵- رتبه روش پيشنهادي در بين ساير روشها........۱۴۹

۶-۶- فرصتهاي آتي ......۱۵۱

۶-۷- خلاصه .. ...............۱۵۲

مراجع و منابع .....................۱۵۳

ز

فهرست شکلها

شکل ۱-۱: محل هاي تمرکز پايان نامه .۹

شکل ۱-۲: روند پيشنهاد روش طراحي معماري نرم افزار مبتني بر سبک...............۱۰

شکل ۲-۱: واسطهاي مولفه ....................۲۰

شکل ۲-۲: پيکربندي مولفه ها..............۲۱

شکل ۲-۳: اجزاي سناريوي ويژگي کيفي ..................۲۶

شکل ۲-۴: سناريوي عمومي قابليت در دسترس بودن ........................۲۶

شکل ۲-۵: نمونه سناريوي قابليت در دسترس بودن .۲۷

شکل ۲-۶: تاکتيکهاي معماري ............۲۸

شکل ۲-۷: تاکتيکهاي معماري براي قابليت در دسترس بودن ........۲۹

شکل ۲-۸: طبقه بندي سبکهاي معماري ...................۳۱

شکل ۲-۹: شش بعد يک سبک معماري ......................۳۳

شکل ۲-۱۰: ارتباط بين مفاهيم معماري .....................۳۴

شکل ۳-۱: مراحل طراحي ويژگي گرا.۳۸

شکل ۳-۲: فرآيند طراحي معماري مبتني بر وظيفه مندي ...............۴۴

شکل ۳-۳: ارزيابي معماري در روش طراحي مبتني بر وظيفه مندي .......................۴۶

شکل ۴-۱: تجزيه سيستم با روش SBSAD ............۶۹

شکل ۴-۲: چرخه زندگي روش SBSAD ..................۷۰

شکل ۴-۳: روش SBSAD.................۷۱

شکل ۴-۴: تجزيه عنصر A به عناصر Bو C وD......۸۱

شکل ۴-۵: مراحل تجزيه سيستم .....۸۶

شکل ۴-۶: ديد منطقي .......................۸۷

شکل ۴-۷: سبک جريان داده ............۸۹

شکل ۴-۸: مسيردهي به دوزيرپردازش .....................۹۰

شکل ۴-۹: مصالحه بين دو ويژگي کيفي با تاثير منفي بر همديگر........................۹۱

شکل ۴-۱۰: اعمال پيشرانهاي معماري وظيفه مندي ....................۸۷

شکل ۵-۱: ساختار اصلي معماري سيستم آلبوم عکس در اينترنت .................... ۱۱۱

شکل ۵-۲: استفاده از سبک Client.Server براي طراحي اولين سطح سيستم ..................... ۱۱۴

شکل ۵-۳: تعيين مولفه هاي مفهومي سبک Client.Server....................... ۱۱۶

شکل ۵-۴: نگاشت درخواست آلبوم .................... ۱۱۶

شکل ۵-۵: درخواست تغيير همزمان دو کاربر برروي يک عکس ........................۱۱۷

ح

شکل ۵-۶: استفاده از سبک هاي Filter&Pipe و Three-Tier براي طراحي Server.............۱۱۸ شکل ۵-۷: استفاده ازدو عنصر Image Manager و Image Viewer براي طراحي Client...۱۲۰

شکل ۵-۸: مولفه هاي سبک Filter &Pipe ............۱۲۱

شکل ۵-۹: وظيفه مندي مولفه هاي سبک Three-Tier..................۱۲۳

شکل ۵-۱۰: مولفه هاي سبک Event-Base...............۱۲۴

شکل ۵-۱۱: نحوه ارتباط سبک هاي معماري ...............۱۲۵

شکل ۵-۱۲: تغيير سبک به منظور مديريت تغييرات نيازها.................۱۲۶

شکل ۵-۱۳: اعمال دو سبک A,B به يک عنصر.........۱۲۸

شکل ۵-۱۴: ساختار اصلي معماري سيستم خانه الکترونيکي .............۱۳۲

شکل ۵-۱۵: استفاده از سبکThree-Tier ...............۱۳۷

شکل ۵-۱۶: اختصاص وظيفه مندي به سبکThree-Tier ............۱۳۸

شکل ۵-۱۶: اضافه شدن يک نوع مولفه به سبکThree-Tier .......۱۴۲

شکل ۵-۱: طراحي معماري با استفاده از روش SBSAD....................۱۲۳

شکل ۵-۲: اعمال دو سبک A,B به يک عنصر ...........۱۲۳

خ

فهرست جداول

جدول ۴-۱: چارچوب تصميم هاي معماري SBSAD ....................۵۸

جدول ۴-۲: تبديل نيازها به مسئوليت ها .................۸۲

جدول ۴-۳: گروه بندي مسئوليت ها .................۸۲

جدول ۴-۴: ماتريس انتخاب سبک هاي معماري ....۹۳

جدول ۵-۱ : نيازهاي وظيفه مندي تجريدي سرور آلبوم .........................۱۰۶

جدول ۵-۲: نيازهاي وظيفه مندي تجريدي مديرعکس ..۱۰۶

جدول ۵-۳: نيازهاي وظيفه مندي تجريدي نمايشگر عکس ..................۱۰۷

جدول ۵-۴: نيازهاي ويژگي کيفي تجريدي .....................۱۰۷

جدول ۵-۵: انتخاب هاي معماري ..............۱۰۹

جدول ۵-۶: تبديل نيازها به مسئوليت ها.۱۱۲

جدول ۵-۷: اولويت بندي نيازهاي کيفي ..۱۱۳

جدول ۵-۸: گروه بندي مسئوليت ها........۱۱۴

جدول ۵-۹: نيازهاي اولين سطح سيستم .۱۱۵

جدول ۵-۱۰: نيازهاي Server....................۱۱۹

جدول ۵-۱۱: نيازهاي Client.....................۱۲۰

جدول ۵-۱۲: نيازهاي وظيفه مندي تجريد Three-Tier.........................۱۲۱

جدول ۵-۱۳: نيازهاي غير وظيفه مندي تجريد Three-Tier.................۱۲۲

جدول ۵-۱۴: تبديل نيازها به مسئوليت براي Three-Tier....................۱۲۳

جدول ۵-۱۵: نيازهاي وظيفه مندي تجريد براي سيستم خانه الکترونيکي ....................۱۳۰

جدول ۵-۱۶: نيازهاي غير وظيفه مندي تجريد براي سيستم خانه الکترونيکي .............۱۳۱

جدول ۵-۱۷: تبديل نيازها به مسئوليت ..۱۳۳

جدول ۵-۱۸: گروه بندي مسئوليت ها براي سيستم خانه الکترونيکي ..۱۳۵

جدول ۵-۱۹: اولويت بندي نيازهاي ويژگي کيفي سيستم خانه الکترونيکي ................۱۳۶

جدول ۵-۲۰: نيازهاي عناصر طراحي ......۱۳۹

جدول ۶-۱ رتبه روش پيشنهادي در بين ساير روشها......۱۵۱

چکيده

پيچيدگي يک مفهوم کليدي است که معماري نرم افزار بايد به آن بپـردازد. معمـاري , قـسمت تعيـين کننـده فرآيندطراحي است که شامل ساختارهاي سيستمهاي نرم افزاري بزرگ است . ديد معماري سيستم تجريـدي است و به جزئيات پياده سازي , الگوريتم و نمايش داده نمي پردازد و برروي رفتار و تعامل عناصربه صورت

"جعبه سياه " متمرکز مي شود. معماري نرم افزار, اولين مرحله از طراحي يک سيستم است که مجموعه اي از ويژگي هاي مطلوب را دارد.

فرآيند طراحي معماري تابعي است که مشخصات نيازها را به عنوان ورودي دريافت نموده و طرح معماري را به عنوان خروجي ارائه مي دهد. اين تابع يک فرآيند خودکار نيست و متاثر ازتجربيات معمار نـرم افـزار است .

به منظور راهبري فرآيند طراحي , نياز به روشي است که شامل قوانيني براي هر مرحله بوده و مشخص مـي نمايد در هر مرحله از فرآيند چه کاري , توسط چه کسي , به چه ترتيبي و چگونه انجام گيرد تا مرحله مورد نظر تکميل و مرحله بعدي آغاز شود.

درروش هاي طراحي معماري نرم افزار موجود صرفا روال هايي ارائه مـي شـود کـه داراي راهنمـايي هايي براي معمار هستند. اين روش ها شيوه هاي مهندسي براي طراحي ارائه نمي نمايند.

يکي ديگر از مشکلات موجود در طراحي معماري , فقدان يک روش کارا براي تامين نيازهاي ويژگي کيفي در سيستم هاي با اندازه بزرگ است . در اين گونه سيستم ها, معمولا ويژگي هاي کيفي مورد نياز است که حصول هر يک بر ديگري تاثير منفي دارد. لذا شيوه هايي که براي تامين آنها استفاده مي شوند اثر همديگر را خنثي مي نمايند. تغيير نيازها مشکل ديگري است که طراحي را متـاثر مـي نمايـد. لـذا لازم اسـت تغييرپذيري نيازها در طراحي منظور شود.

هدف از اين تحقيق ارائه يک فرآيند طراحي معماري و يک روش طراحي معماري نرم افزار است که در آن عناصر طراحي از بين سبک هاي معماري انتخاب شوند. لذا با اتمام فرآينـد طراحـي , معمـاري حاصـل از مجموعه اي سبک تشکيل خواهد شد. طراحي معماري نرم افزار مبتني بر سبک, به اين معنا است که سبک ها به عنوان سازه بلوک در فرآيند طراحي معماري استفاده مي شوند, لذا يک قابليت استفاده مجدد در سطح طراحي معماري بوجود مي آيد.

نيازهاي وظيفه مندي , نيازهاي ويژگي کيفي , محدوديتهاي معماري و طراحي ورودي هاي طراحي معماري نرم افزار مبتني بر سبک هستند. خروجي فرآيند طراحي , معماري متشکل از چندين سبک و, محـدوديتهاي اعمال شده در ترکيب سبک هاي انتخاب شده است . هر سبک معماري از چندين نوع مولفه و رابطهاي بين

١

آنها تشکيل شده است و برروي ويژگي هاي کيفي خاصي تاکيد نموده و تامين آنها را در معماري تـضمين مي نمايد. همچنين وظيفه مندي با استفاده از نمونه سازي مولفه هاي سبک بدست مي آيد.

به علت تجريد مناسب سبک هاي معماري در پنهان سازي جزئيات غيرضروري طراحي معماري , پيچيدگي کلي فرآيند طراحي کاهش مي يابد. همچنين به علت اينکه دامنه اثر تغيير نيازها در سـبک مربوطـه اسـت , هزينه اعمال تغييرها پايين است . معمار با تغيير وظيفه مندي يک سبک و نيز تغيير سبک مي تواند تغييرهاي نيازهاي وظيفه مندي و کيفي را کنترل نمايد. در اين روش از شـيوه هـاي مهندسـي بـراي توليـد معمـاري سيستم استفاده مي شود.

روش طراحي معماري نرم افزارمبتني بر سبک مي تواند براي سيستم هاي با اندازه بزرگ و نيـز سيـستم هايي با ساختار سلسله مراتبي استفاده شود. در ساختار چنين سيستم هايي از چندين سـبک معمـاري و در سطوح مختلف تجريد استفاده مي شود.

اين روش با استفاده از چند شاخص و ارائه مطالعه موردي ارزيابي مي شود.