پایان نامه مفهوم و دسته‌بندی معماری‌ها و جایگاه معماری نرم‌افزار در آن

پایان نامه مفهوم و دسته‌بندی معماری‌ها و جایگاه معماری نرم‌افزار در آن

عنوان

شماره صفحه

چکیده ۳

فهرست مطالب.. ۴

فهرست جدول‌ها ۱۰

فهرست شکل‌ها ۱۱

مقدمه. ۱۴

فصل اول

مفهوم و دسته‌بندی معماری‌ها و جایگاه معماری نرم‌افزار در آن. ۲۰

۱-۱ مقدمه ۲۰

۱-۲ تاریخچه معماری ۲۰

۱-۳ مفهوم و تعریف معماری.. ۲۱

۱-۴ چارچوبهای معماری.. ۲۲

۱-۴-۱ چارچوب معماری Zachman. 22

۱-۴-۲ چارچوب معماری FEAF. 23

۱-۴-۳ چارچوب معماری C4ISR.. 23

۱-۵ چارچوب‌ها و متدولوژی‌ها ۲۳

۱-۶ دسته‌بندی معماری‌ها ۲۵

۱-۶-۱ معماری سیستم، معماری نرم‌افزار ۲۵

۱-۶-۲ معماری سازمان ۲۶

۱-۶-۳ معماری کسب و کار ۲۶

۱-۶-۴ معماری اطلاعات.. ۲۷

۱-۶-۵ معماری سیستمهای کاربردی.. ۲۷

۱-۶-۶ معماری داده ۲۸

۱-۶-۷ معماری تکنولوژی.. ۲۸

۱-۷ معماریهای دیگر ۳۰

فصل دوم

مفهوم معماری نرم‌افزار و مقایسه‌ای تحلیلی بر تعاریف آنها ۳۲

۲-۱ مقدمه ۳۲

۲-۲ مفهوم معماری نرم‌افزار ۳۲

۲-۳ تعاریف معماری نرم‌افزار ۳۳

۲-۴ دلایل وجود تعاریف مختلف برای معماری نرم‌افزار ۳۵

۲-۴-۱ وجود دیدگاهها و رویکردهای متفاوت.. ۳۵

۲-۴-۲ کیفی بودن شناسه “سطح بالا بودن” در مفهوم معماری.. ۳۶

۲-۴-۳ تفاوت در کلمات مورد استفاده در تعاریف… ۳۶

۲-۵ ارائه جدول اجزاء تشکیل دهنده تعاریف.. ۳۶

۲-۵-۱ اجزاء معماری نرم‌افزار و منطق انتخاب اجزاء ۳۷

۲-۵-۲ ارتباط‌های بین اجزاء معماری نرم‌افزار ۳۸

۲-۵-۳ مجموعه اجزاء معماری نرم‌افزار و ارتباط بین آنها ۳۹

۲-۶ تعریف و مقایسه پارمترهای متناظر در چارچوب.. ۴۰

۲-۶-۱ رابطه، ارتباط، تعامل، اتصال.. ۴۱

۲-۶-۲ اجزاء نرم‌افزاری، موئلفه، زیرسیستم. ۴۲

۲-۶-۳ خصوصیت، واسط، رفتار ۴۴

۲-۶-۴ ساختار، سازماندهی، چارچوب.. ۴۵

فصل سوم

مفهوم، تعریف و سنجش مشخصه‌های کیفی در معماری نرم‌افزار ۴۷

۳-۱ مقدمه ۴۷

۳-۲ مفهوم کیفیت نرم‌افزار و مشخصه‌های کیفی.. ۴۷

۳-۳ تعریف کیفیت در نرم‌افزار و مشخصه‌های کیفی.. ۴۹

۳-۴ Observable via Execution 50

۳-۵ Not Observable via Execution 50

۳-۶ معرفی برخی از صفات کیفی نرم‌افزار بر اساس دسته‌بندی [Bass 03] 52

۳-۷ صفات دسته اول: صفات کیفی سیستمی.. ۵۳

۳-۷-۱ Availability 54

۳-۷-۲ Performance 54

۳-۷-۳ Security 55

۳-۷-۴ Functionality 55

۳-۷-۵ Usability 56

۳-۷-۶ Modifiability 56

۳-۷-۷ Portability 57

۳-۷-۸ Reusability 57

۳-۷-۹ Integrability 58

۳-۷-۱۰ Testability. . 58

۳-۸ صفات دسته دوم: صفات کیفی کسب و کار ۵۹

۳-۸-۱ Time to Market 59

۳-۸-۲ Cost and benefit 59

۳-۸-۳ Projected lifetime of the system 59

۳-۸-۴ Targeted Market 59

۳-۸-۵ Rollout schedule 59

۳-۸-۶ Integration with legacy systems 60

۳-۹ صفات دسته سوم: صفات کیفی معماری.. ۶۰

۳-۹-۱ Conceptual Integration 60

۳-۹-۲ Correctness and Completeness 60

۳-۹-۳ Buildability 60

۳-۱۰ Trade-Off موجود بین صفات کیفی.. ۶۰

فصل چهارم

سبک‌ها و الگوهای معماری نرم‌افزار و نحوه ارزیابی و انتخاب آنها ۶۴

۴-۱ مقدمه و تاریخچه ۶۴

۴-۲ تعریف سبک معماری.. ۶۵

۴-۲-۱ تعاریف مختلف سبک معماری نرم‌افزار ۶۵

۴-۳ معرفی برخی سبک‌های متداول. ۶۵

۴-۳-۱ سبک‌های متمركز روی داده ۶۶

۴-۳-۲ سبک‌های جریان داده ۶۷

۴-۳-۳ سبک‌های ماشین مجازی.. ۶۸

۴-۳-۴ سبک‌های فراخوانی و بازگشت… ۶۹

۴-۳-۵ سبک‌های موئلفه‌های مستقل.. ۷۱

۴-۳-۶ سبك‌های چند ریختی.. ۷۲

۴-۴ الگوهای معماری نرم‌افزار ۷۳

۴-۵ سازماندهی الگوها ۷۳

۴-۵-۱ الگوهای پیاده‌سازی.. ۷۵

۴-۵-۲ الگوهای طراحی ۷۵

۴-۵-۳ الگوهای معماری.. ۷۵

۴-۶ الگوها و سبک‌ها ۷۷

۴-۷ ارزیابی و انتخاب یک سبک معماری نرم‌افزار ۷۷

۴-۷-۱ پارامترهای ارزیابی سبکها ۷۷

۴-۷-۲ جدول ارزیابی سبکها ۷۷

۴-۷-۳ تکمیل جدول ارزیابی سبکها ۷۸

۴-۷-۴ ارائه الگوریتم استفاده از جدول.. ۷۸

۴-۷-۵ مشکلات موجود. ۸۰

فصل پنجم

طرح مشکل موجود، سوابق، راهکارها و کارهای انجام شده ۸۲

۵-۱ مقدمه ۸۲

۵-۲ طرح مشکل موجود در سبکهای معماری نرم‌افزار ۸۲

۵-۳ دسته‌بندی‌های سبکهای معماری.. ۸۴

۵-۳-۱ دسته‌بندی‌های موضوعی.. ۸۴

۵-۳-۲ دسته‌بندی‌ سبکهای معماری بر اساس [Clements 02-1] 86

۵-۳-۳ دسته‌بندی‌های سیستمی.. ۸۹

فصل ششم

ارائه یک استاندارد برای سازماندهی سبکهای معماری نرم‌افزار ۹۳

۶-۱ مقدمه ۹۳

۶-۲ ورودی و خروجی‌های یک استاندارد سازماندهی سبکها ۹۳

۶-۳ بررسی جنبه‌های موجود برای ارائه یک استاندارد سازماندهی.. ۹۴

۶-۳-۱ دسته‌بندی‌های سیستمی.. ۹۴

۶-۳-۲ دسته‌بندی‌های موضوعی.. ۹۴

۶-۳-۳ روشهای ارزیابی سبکهای معماری نرم‌افزار ۹۵

۶-۳-۴ روشهایی استاندارد برای مستند کردن و جمع‌بندی سبکها ۹۵

۶-۴ اجزاء استاندارد سازماندهی سبکها ۹۷

۶-۴-۱ دسته‌بندی پیشنهادی برای کلیه سبکهای معماری نرم‌افزار ۹۷

۶-۴-۲ کاتالوگ مستند سازی کلیه سبکهای معماری نرم‌افزار ۹۸

۶-۵ معرفی فرایند ایجاد استاندارد سازماندهی سبکها ۹۹

۶-۶ فاز اول: تهیه استانداردهای مورد نیاز ۱۰۰

۶-۶-۱ قدم اول: ارائه یک استاندارد برای دسته‌بندی انواع سیستم‌های نرم‌افزاری.. ۱۰۱

۶-۶-۲ قدم دوم: ارائه یک استاندارد برای دسته‌بندی انواع سبکهای معماری نرم‌افزار ۱۰۳

۶-۶-۳ قدم سوم: ارائه یک استاندارد برای مستند کردن هر سبک معماری نرم‌افزار ۱۰۵

۶-۶-۴ قدم چهارم: ارائه یک استاندارد برای دسته‌بندی انواع مشخصه‌های کیفی.. ۱۰۷

۶-۷ فاز دوم: تهیه دسته‌بندی استاندارد و قالب استانداردِ کاتالوگ سبکها ۱۰۹

۶-۷-۱ قدم اول: ارائه یک قالب دسته‌بندی استاندارد برای سبکهای معماری نرم‌افزار ۱۱۰

۶-۷-۲ قدم دوم: ارائه یک قالب استاندارد برای کاتالوگ کلیه سبکهای معماری نرم افزار ۱۱۲

۶-۸ فاز سوم: جمع‌آوری و مستند کردن سبکهای موجود و ارائه روشهای ارزیابی.. ۱۱۳

۶-۸-۱ قدم اول: اضافه کردن سبکهای دسته‌بندی‌های موضوعی به استاندارد. ۱۱۳

۶-۸-۲ قدم دوم: اضافه کردن سبکهای دسته‌بندی‌های سیستمی به استاندارد. ۱۱۳

۶-۸-۳ قدم سوم: تهیه یا ارائه مدل ارزیابی برای سبکهای هر نوع سبک/نوع سیستم. ۱۱۴

۶-۹ فاز چهارم: ارائه طرحهای کاربرد، توسعه و سازگاری استاندارد ۱۱۴

۶-۹-۱ قدم اول: ارائه طرح استانداردِ ارائه سبکهای جدید. ۱۱۴

۶-۹-۲ قدم دوم: ارائه طرحها و قوانین توسعه استانداردهای موجود. ۱۱۴

۶-۱۰ جمع‌بندی کلی استاندارد ارائه شده ۱۱۵

فصل هفتم

مدلسازی فرایندهای استاندارد ارائه شده، بر اساس UML. 118

۷-۱ مقدمه ۱۱۸

۷-۲ فرایند مدلسازی فرایند. ۱۱۸

۷-۳ مدل کردن منابع کسب‌وکار ۱۱۹

۷-۴ مدل کردن اهداف کسب‌وکار ۱۲۰

۷-۵ تعیین Actorهای کسب‌وکار ۱۲۰

۷-۶ مدل جریانهای کاری موجود در استاندارد ۱۲۱

۷-۷ جریانهای کاری فاز اول. ۱۲۲

۷-۷-۱ فاز اول – قدم اول.. ۱۲۲

۷-۷-۲ فاز اول- قدم دوم. ۱۲۳

۷-۷-۳ فاز اول – قدم سوم. ۱۲۳

۷-۷-۴ فاز اول – قدم چهارم. ۱۲۴

۷-۸ جریانهای کاری فاز دوم ۱۲۴

۷-۸-۱ فاز دوم – قدم اول.. ۱۲۵

۷-۸-۲ فاز دوم – قدم دوم. ۱۲۵

۷-۹ جریانهای کاری فاز سوم ۱۲۶

۷-۹-۱ فاز سوم – قدم اول.. ۱۲۷

۷-۹-۲ فاز سوم – قدم دوم. ۱۲۷

۷-۹-۳ فاز سوم – قدم سوم. ۱۲۸

۷-۱۰ جریانهای کاری فاز چهارم ۱۲۸

۷-۱۰-۱ فاز چهارم – قدم اول.. ۱۲۹

۷-۱۰-۲ فاز چهارم – قدم دوم. ۱۲۹

۷-۱۱ مدل خروجی‌های کسب‌وکار ۱۳۰

فصل هشتم

خلاصه، نتیجه‌گیری و کارهای آینده ۱۳۲

۸-۱ مقدمه ۱۳۲

۸-۲ خلاصه و نتیجه‌گیری.. ۱۳۲

۸-۳ کارهای آینده ۱۳۳

۸-۴ در نهایت ۱۳۵

منابع و مراجع. ۱۳۶

فهرست جدول‌ها

شماره جدول

شماره صفحه

جدول ‏۱‑۱ : چارچوب‌های مهم معماری.. ۲۳

جدول ‏۲‑۱ : یک چارچوب برای تعاریف معماری نرم‌افزار ۴۰

جدول ‏۲‑۲ : پارامترهای متناظر در چارچوب.. ۴۱

جدول ‏۴‑۱: الگوهای معماری نرم‌افزار ارائه شده در [Buschmann 96] 76

جدول ‏۴‑۲: یک مثال برای سبکها و اعداد مربوط به هر یک از مشخصه‌های کیفی آنها ۷۹

جدول ‏۴‑۳: مقادیر مشخصه‌های کیفی که کاربر درخواست نموده است. ۸۰

جدول ‏۴‑۴: مجموع قدر مطلق تفاضلات محاسبه شده برای هر سبک… ۸۰

جدول ‏۴‑۵: مجموع مربعات تفاضلات محاسبه شده برای سبکهایی که مقدار SAD یکسانی دارند. ۸۰

جدول ‏۵‑۱ : دسته‌بندی سبکهای معماری نرم‌افزار در [Shaw 96] 85

جدول ‏۵‑۲ : دسته‌بندی [Fielding 00] 86

جدول ‏۵‑۳ : دسته‌بندی سبکهای معماری نرم‌افزار بر اساس [Clements 02-1] 89

جدول ‏۵‑۴ : دسته‌بندی [Buschmann 96] 89

جدول ‏۵‑۵: سبکهای ارائه شده برای سیستمهای پردازش توزیع شده از [Morisawa 02] 90

جدول ‏۵‑۶: سبکهای ارائه شده برای سیستمهای اطلاعاتی سازمان از [Kolp 01] 90

جدول ‏۵‑۷: سبکهای ارائه شده در [Hawthorne 05] 90

جدول ‏۵‑۸: سبکهای ارائه شده برای سیستمهای تجارت الکترونیک از [Widhani 02] 90

جدول ‏۵‑۹: سبکهای ارائه شده برای سیستمهای مدیریت منابع از [Kircher 04] 91

جدول ‏۶‑۱: انواع سیستمهایی که تاکنون برای آنها سبک معماری ارائه شده است. ۱۰۲

جدول ‏۶‑۲: استانداردی برای مستند کردن هر سبک بر اساس استاندارد [Clements 02-1] 106

جدول ‏۶‑۳: عبارات اختصاری استفاده شده در جدول. ۱۱۱

فهرست شکل‌ها

شماره شکل

شماره صفحه

شکل ‏۱‑۱: مفهوم معماری تدبیرات و نقشه‌های قبل از ساخت سیستمها است. ]ایزایران ۸۱[ ۲۱

شکل ‏۱‑۲ : نحوه بیان متدولوژی‌ها با چارچوب‌ها ]ایزایران ۸۱[ ۲۴

شکل ‏۱‑۳ : معماری سازمان و زیرمعماری‌های مربوطه از ]ایزایران ۸۱[ ۲۶

شکل ‏۲‑۱ : مفهوم معماری نرم‌افزار، طراحی سطح بالا می‌باشد. ۳۳

شکل ‏۲‑۲ : جزء معماری به ناظر و منظر معمار بستگی دارد ۳۷

شکل ‏۲‑۳ : R یک رابطه بیرونی و R1 یک رابطه درونی است.. ۳۸

شکل ‏۲‑۴: فرامدل پیشنهادی برای رابطه، ارتباط، تعامل، اتصال. ۴۲

شکل ‏۲‑۵: فرامدل ارائه شده برای جزء، موئلفه، سیستم و… ۴۳

شکل ‏۲‑۶: فرامدل پیشنهادی برای رفتار، خصوصیت، واسط.. ۴۵

شکل ‏۳‑۱: فرامدل ارتباط مشخصه‌های کیفی با دیگر مفاهیم موجود در معماری از [Albin 03] 50

شکل ‏۳‑۲: تاکتیک‌های ارائه شده برای دستیابی به حد مطلوب Availability در [Bass 03] 51

شکل ‏۳‑۳: دسته‌بندی مشخصه‌های کیفی بر اساس [Bass 03] 53

شکل ‏۳‑۴: Trade-Offهای موجود بین مشخصه‌های کیفی و حد مطلوب آنها از [Barbacci 95] 61

شکل ‏۳‑۵: ارتباط صفات کیفی و وابستگی آنها به یکدیگر از [Fitzpatrik 96] 62

شکل ‏۴‑۱: دسته‌بندی Garlan و Shaw برای سبک‌های معماری نرم‌افزار از [Shaw 96] 66

شکل ‏۴‑۲ : مدل سبک‌های متمرکز روی داده از [Shaw 96] 67

شکل ‏۴‑۳ : سبک Pipe and Filter از [Shaw 96] 68

شکل ‏۴‑۴ : سبک برنامه اصلی و زیرروال از [Shaw 96] 69

شکل ‏۴‑۵: سبک معماری Object Oriented از [Shaw 96] 70

شکل ‏۴‑۶ : نمونه‌ای از سبک لایه‌ای مورد استفاده در استاندارد ارتباطی ISO از [Shaw 96] 71

شکل ‏۴‑۷: مجموعه از الگوها از [Trowbridge 03] 74

شکل ‏۴‑۸: نمایش روابط الگوها با خطوط از [Trowbridge 03] 74

شکل ‏۴‑۹: سطوح انتزاع الگوها از ]زاداحمد ۸۵[ ۷۵

شکل ‏۴‑۱۰: الگوی لایه‌ای از ]زاداحمد ۸۵[ ۷۶

شکل ‏۴‑۱۱ : جدول ارزیابی سبکهای معماری نرم‌افزار بر اساس پارامترِ مشخصه‌های کیفی.. ۷۸

شکل ‏۵‑۱: قسمتی از دسته‌بندی سبکهای معماری نرم‌‌افزار از [Shaw 97] 85

شکل ‏۵‑۲ : ارتباط بین نوعِ دید معماری، سبک معماری، دید معماری از [Clements 02-1] 88

شکل ‏۶‑۱: ورودی و خروجی‌های سیستم استاندارد سازماندهی سبکهای معماری نرم‌افزار ۹۴

شکل ‏۶‑۲: جنبه‌هایی که باید برای ارائه استاندارد سازماندهی سبکها در نظر بگیریم. ۹۶

شکل ‏۶‑۳ : منظرها و ناظرهای هر سبک معماری نرم‌افزار ۹۸

شکل ‏۶‑۴: اجزاء اصلی استاندارد سازماندهی سبکهای معماری نرم‌افزار ۹۸

شکل ‏۶‑۵: دسته‌بندی اولیه برای سبک‌های معماری نرم‌افزار از [Ryoo 05] 104

شکل ‏۶‑۶: یک دسته‌بندی قابل توسعه برای سبک‌های معماری نرم‌افزار از [Ryoo 05] 104

شکل ‏۶‑۷: مدل کیفیت McCall از [Astudillo 04] 108

شکل ‏۶‑۸: مدل کیفیت ISO/9126 از [Astudillo 04] 109

شکل ‏۶‑۹: نمونه یک دسته‌بندی انواع سیستمها برای سیستمهای اطلاعاتی.. ۱۱۰

شکل ‏۶‑۱۰: قالب دسته‌بندی پیشنهادی برای سیستمهای اطلاعاتی.. ۱۱۱

شکل ‏۶‑۱۱: فرایند ارائه قالب استاندارد برای تهیه کاتالوگ سبکها ۱۱۲

شکل ‏۶‑۱۲: فرایند ایجاد یک استاندارد برای سازماندهی سبکهای معماری نرم‌افزار ۱۱۷

شکل ‏۷‑۱: منابع کسب‌وکار مورد استفاده در کل فرایند. ۱۱۹

شکل ‏۷‑۲: سلسله مراتب اهداف در فرایند معرفی شده ۱۲۰

شکل ‏۷‑۳: Actorهای کسب‌وکار موجود در فرایند ارائه شده ۱۲۱

شکل ‏۷‑۴: فازهای فرایند ارائه استاندارد ۱۲۱

شکل ‏۷‑۵: مدل قدمهای ارائه شده برای فاز اول. ۱۲۲

شکل ‏۷‑۶: مدل فرایند ارائه شده برای قدم اول از فاز اول. ۱۲۳

شکل ‏۷‑۷: مدل فرایند ارائه شده برای قدم دوم از فاز اول. ۱۲۳

شکل ‏۷‑۸: مدل فرایند ارائه شده برای قدم سوم از فاز اول. ۱۲۴

شکل ‏۷‑۹: مدل فرایند ارائه شده برای قدم چهارم از فاز اول. ۱۲۴

شکل ‏۷‑۱۰: مدل قدمهای ارائه شده برای فاز دوم ۱۲۵

شکل ‏۷‑۱۱: مدل فرایند ارائه شده برای قدم اول از فاز دوم ۱۲۵

شکل ‏۷‑۱۲: مدل فرایند ارائه شده برای قدم دوم از فاز دوم ۱۲۶

شکل ‏۷‑۱۳: مدل قدمهای ارائه شده برای فاز سوم ۱۲۶

شکل ‏۷‑۱۴: مدل فرایند ارائه شده برای قدم اول از فاز سوم ۱۲۷

شکل ‏۷‑۱۵: مدل فرایند ارائه شده برای قدم دوم از فاز سوم ۱۲۷

شکل ‏۷‑۱۶: مدل فرایند ارائه شده برای قدم سوم از فاز سوم ۱۲۸

شکل ‏۷‑۱۷: مدل قدمهای ارائه شده برای فاز چهارم ۱۲۸

شکل ‏۷‑۱۸: مدل فرایند ارائه شده برای قدم اول از فاز چهارم ۱۲۹

شکل ‏۷‑۱۹: مدل فرایند ارائه شده برای قدم دوم از فاز چهارم ۱۲۹

شکل ‏۷‑۲۰: خروجی‌های هر یک از مراحل که منجر به استاندارد نهایی خواهد شد. ۱۳۰

مقدمه

پیشرفت و بزرگتر شدن جامعه بشری در دنیای امروزی و پیچیده‌تر شدن روابط بین آنها، باعث بوجود آمدن سیستمهای بزرگ و پیچیده در زندگی بشر امروزی شده است. با پیشرفت علم کامپیوتر و وارد شدن آن به بطن زندگی بشر، اکثر سیستمهایی که بشر امروزی با آنها سروکار دارد، به صورت کامپیوتری پیاده‌سازی می‌شوند.

زندگی بشر امروزی وابسته به سیستمهای نرم‌افزاری بزرگ و پیچیدۀ موجود می‌باشد. سیستمهای شرکتهای هواپیمایی و مسافربری، سیستمهای ارتباطی توزیع شده همانند تلویزیون، تلفنهای معمولی و همراه، سیستمهای بانکداری، سیستمهای مدیریت بورس، سیستمهای عمل جراحی راه دور، سیستمهای کنترل ماهواره‌های مختلف، سیستمهای معاملات راه دور و هزاران سیستم نرم‌افزاری دیگر که وجود خلل و نقصی در آنها تاثیرات جبران ناپذیری بر زندگی بشر امروزی خواهد داشت.

در نتیجه یکی از نیازهای حیاتی بشر امروزی اینست که سیستمهای بزرگ و پیچیدۀ موجود، بدون خطا، سریع، با امنیت و کارایی بالا و… در اختیار آنها گیرد. در نتیجه توسعه دهندگان سیستمهای نرم‌افزاری بزرگ و پیچیده، باید سیستمهایی با چنین ویژگیهایی، در اختیار کاربران قرار دهند.

در نتیجه ارائه سیستمهایی در مقیاس بزرگ که دارای برخی ویژگی‌ها همچون کارایی بالا، بدون خطا و بدون عیب، سریع و امن و…، نیاز توسعه دهندگان سیستمهای نرم‌افزاری مقیاس بزرگ می‌باشد. به این مشخصه‌ها در حوزه مهندسی نرم‌افزار نیازهای غیرعملیاتی یا مشخصه‌های کیفی می‌گویند.

مهمترین مسئله در توسعه سیستمهای نرم‌افزاری مقیاس بزرگ، مبحث معماری آن می‌باشد. معماری، ساختارهای موئلفه‌ها و زیرسیستمهای یک سیستم مقیاس بزرگ و ارتباط بین آنها می‌باشد. معماری نرم‌افزار، یکی از مهمترین حوزه‌ها در مهندسی نرم‌افزار است و دلیل آن تاثیر حیاتی معماری در موفقیتِ توسعه سیستمهای نرم‌افزاری است.

توسعه یک سیستم نرم‌افزاری مقیاس بزرگ با ویژگی‌های مذکور، نیازمند ارائه یک معماری مناسب و کامل برای سیستم نرم‌افزاری مورد نظر می‌باشد. در نتیجه ارائه یک معماری درست و مناسب برای چنین سیستمهایی از اهمیت حیاتی برخوردار است.

همیشه بشر از تجربیات قبلی خود یا دیگران در انجام کارهای فعلی بهره جسته است. در زمینه معماری نرم‌افزار نیز معماران نرم‌افزار برای ارائه یک معماری مناسب می‌توانند از تجربیات معماران گذشته و ماهر برای ارائه معماری خود بهره گیرند. امروزه برای سیستمهای گوناگون، معماریهای مختلفی توسط معماران ماهر ارائه شده است. این معماریها به کررات در سیستمهای مختلف مورد آزمایش قرار گرفته و اعتبار و صحت آنها برای استفاده در برخی از سیستمهای نرم‌افزاری اثبات شده است. به این معماری‌ها، الگوها یا سبکهای معماری نرم‌افزار می‌گویند.

در نتیجه یک معمار نرم‌افزار برای ارائه یک معماری مناسب، باید به سبکهای معماری موجود در حوزه سیستمی خود آشنایی داشته باشد تا بتواند از آنها برای ارائه یک معماری مناسب استفاده کند. یعنی معمار یک سیستم نرم‌افزاری برای ارائه یک معماری برای یک سیستم، باید تسلط کافی بر سبکهای معماری نرم‌افزار و مزایا، معایب و کاربردهای هر یک از آنها داشته باشد.

سبکهای معماری نرم‌افزار همه روزه توسط افراد و گروههای مختلف ارائه می‌شوند و هر گروه در حوزه سیستمی خود، به معرفی سبکهای جدید معماری نرم‌افزار می‌پردازد. درنتیجه یک معمار نرم‌افزار برای آشنایی به سبکهای معماری مربوط به حوزه خود، باید در یک دوره تناوب خاص مثلاً هر ماه، سبکهای معماری جدید را جمع‌آوری، بررسی و تحلیل کند. تا بتواند یک معماری درست و مناسب برای سیستم مورد نظر خود ارائه کند.

از طرفی با وجود سبکهای معماری مختلف برای حوزه‌های موجود، ممکن است برای یک کاربرد خاص، سبکهای زیادی پیشنهاد شده باشد. در برخی موارد ارائه کنندگان سبکها، روشهایی برای انتخاب یک سبک از بین سبکهای مختلف که توسط خودشان معرفی شده، ارائه می‌کنند. ولی همیشه این طور نیست و برای سبکهای مختلف که توسط افراد مختلف برای یک حوزه خاص ارائه شده است، روشی برای انتخاب یک سبک وجود ندارد.

از طرفی دیگر، همه روزه بر تعداد سبکهای معماری نرم‌افزار افزوده می‌شود و تعداد آنها در حال افزایش می‌باشد و هیچ کنترل مرکزی و واحد بر آنها وجود ندارد. این امر معماران سیستمهای نرم‌افزاری را در شناخت و استفاده از سبکها، دچار مشکل می‌کند یعنی با انباشته شدن سبکهای معماری نرم‌افزار، کار معماران نرم‌افزار در انتخاب یک سبک، خیلی مشکل خواهد شد.

در نتیجه می‌توان مشکلات موجود برای ارائه یک معماری را به صورت زیر بیان کرد:

۱- با افزایش روز افزون سبکهای معماری نرم‌افزار، هیچ کنترل مرکزی و واحد برای آنها وجود ندارد. و در ارائه سبکهای نوعی پراکندگی وجود دارد.

۲- برای سبکهای ارائه شده توسط گروههای مختلف، روشهای انتخاب و ارزیابی واحدی وجود ندارد.

۳- برای ارائه یک سبک معماری نرم‌افزار به صورت یک مستند، روشی استاندارد وجود ندارد که همه از این استاندارد تبعیت کنند.

۴- عدم وجود یک سری از مشخصه‌های کیفی استاندارد که همه ارائه کنندگان سبکها از آنها برای ارائه روشهای ارزیابی خود استفاده کنند.

۵- به دلیل وجود سبکهای مختلف، یک معمار نرم‌افزار در انتخاب یک سبک معماری دچار سردرگمی خواهد شد.

و دهها مشکل دیگر که با ارائه روز افزون سبکهای معماری نرم‌افزار به صورت پراکنده و عدم کنترل مرکزی، معماران نرم‌افزار در استفاده از سبکهای معماری، امروزه و در آینده به آن دچار خواهند شد.

برای حل مشکلات ذکر شده تلاشهایی توسط گروههای مختلف انجام گرفته است و مبحث دسته‌بندی سبکهای معماری بوجود آمده است. برای دسته‌بندی سبکهای معماری نرم‌افزار روشهای مختلفی تاکنون ارائه شده است. دسته‌ای از روشها، سبکهای معماری نرم‌افزار را بر اساس نوع سبک آنها دسته‌بندی می‌کنند. یعنی ابتدا یک دسته‌بندی از انواع سبکهای معماری ارائه کرده سپس سبکهای معماری را در این دسته‌بندی قرار می‌دهند. ما به این نوع دسته‌بندی‌ها، دسته‌بندی موضوعی می‌گوییم. برخی دیگر، سبکها را بر اساس نوع سیستم مورد کاربرد آن سبک، دسته‌بندی می‌کنند. یعنی ابتدا یک دسته‌بندی از انواع سیستمهای نرم‌افزاری ارائه کرده، سپس سبکهای معماری را در این دسته‌بندی قرار می‌دهند. ما به این نوع دسته‌بندی، دسته‌‌بندی سیستمی می‌گوییم. سوالی که در این زمینه مطرح می‌شوند، اینست که آیا این روشها، مشکلات موجود را حل می‌کنند. یعنی با دسته‌بندی سبکها می‌توان مشکل معماران و پراکندگی سبکهای ارائه شده را حل کرد.

آنچه مسلم است، صرف دسته‌بندی سبکها به روش موضوعی یا سیستمی مشکلات موجود به طور کامل رفع نخواهد شد. به عنوان مثال مشکلاتی مانند ارائه پراکنده سبکها بدون کنترل مرکزی، عدم مستند‌سازی استاندارد سبکها، عدم وجود نحوه ارزیابی و انتخاب سبکهای همنوع و… هنوز پا برجا هستند.

در نتیجه عوامل دیگری نیز باید در این دسته‌بندی‌ها لحاظ گردند. به عنوان مثال نحوه ارزیابی سبکها که باید برای تمامی سبکها، روشهای ارزیابی با سبکهای همنوع خود ارائه شود یا روشی استاندارد برای مستند کردن سبکها در این دسته‌بندی‌ها وجود داشته باشد.

در نتیجه برای رفع مشکلات موجود، نیاز به یک استاندارد سازماندهی برای کلیه سبکها داریم که بر اساس این استاندارد بتوانیم کلیه سبکهای موجود و سبکهایی را که در آینده ارائه خواهد شد، سازماندهی کنیم. درنتیجه اگر توسعه چنین استانداردی را به عنوان یک سیستم در نظر بگیریم، می‌توانیم از روشهای توسعه سیستمها همانند مدلهای موازی یا فازبندی شده مثل RUP[1]، برای توسعه و تکمیل این استاندارد استفاده کنیم.

برای توسعه چنین استانداری می‌توان مراحل زیر را بر اساس متدولوژی RUP جنین تعریف کرد.

۱- فاز اول – شناخت (Inception): در این فاز به بررسی و شناخت مسئله موجود پرداخته و کلیه مفاهیم مورد نیاز برای آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم. به طوری که دید درستی از مسئله و آنچه می‌خواهد داشته باشیم. در حقیقت مسئله مورد نظر، تعریف و مورد بررسی قرار می‌گیرد و مفاهیم مورد استفاده در مسئله شناخته می‌شوند.

با توجه به مسئله مورد نظر که توسعه یک استاندارد برای سازماندهی سبکهای معماری نرم‌افزار می‌باشد، در این فاز باید کلیه مفاهیم مورد نیاز برای توسعه این استاندارد شناخته شود. مفاهیمی که باید شناخته شود، به صورت زیر خواهد بود.

۱-۱- بررسی مفهوم معماری و دسته‌بندی‌های آن: در این مرحله به بررسی مفهوم معماری در حالت کلی پرداخته و بعد از آشنایی با مفهوم آن به بررسی انواع معماری‌های موجود می‌پردازیم. در ادامه جایگاه معماری نرم‌افزار در این دسته‌بندی را مشخص می‌نماییم.

۱-۲- بررسی مفهوم و تعریف معماری نرم‌افزار: در این مرحله به بررسی مفهوم معماری نرم‌افزار می‌پردازیم و با اشاره به تعریف معماری نرم‌افزار، سعی می‌کنیم درکی واضح و بدون ابهام از معماری داشته باشیم.

۱-۳- بررسی مشخصه‌های کیفی در معماری نرم‌افزار: با توجه به اهمیت مشخصه‌های کیفی در معماری نرم‌افزار و اینکه هدف اصلی معماری، دستیابی به میزان مطلوبی از این مشخصه‌ها است، در نتیجه باید مفهوم، تعریف و نحوه اندازه‌گیری هر یک از مشخصه‌های کیفی مورد بررسی قرار گیرد.

۱-۴- بررسی سبکها و الگوهای معماری نرم‌افزار: با توجه به مسئله مورد بررسی که توسعه یک استاندارد برای سازماندهی سبکهای معماری نرم‌افزار می‌باشد، باید مفهوم و تعریف سبک معماری مورد بررسی قرار گرفته و برای آشنایی بیشتر با آنها، برخی از سبکهای معماری نرم‌افزار را مطالعه و مورد بررسی قرار دهیم.

۲- فاز دوم – تکوین (Elaboration): در این فاز باید نیازمندیهای سیستم مورد نظر به صورت کامل شناخته شده و مورد تحلیل قرار گیرند. برای تحلیل نیازمندیها ابتدا باید فرایندهای توسعه سیستم را پیدا یا معرفی کرده سپس آنها را به موردهای کاربرد شکسته و با معرفی سناریو برای هر یک از آنها، گروههای کاری تشکیل شده و موردهای کاربرد را مورد تحلیل قرار دهند.

برای سیستم مورد نظر یعنی ارائه یک استاندارد برای سازماندهی سبکهای معماری نرم‌افزار مراحل زیر را پیشنهاد می‌دهیم.

۲-۱- تحلیل نیازمندی‌های مسئله: در این مرحله بر اساس شناختی که در فاز قبل از مفاهیم مرتبط با موضوع بدست آمده است، نیازمندیهای مورد نیاز مسئله مطرح می‌شود. در این مرحله روشهای قبلی نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت و بر اساس روشهای قبل، ایده‌ای برای توسعه این سیستم ارائه می‌شود.

۲-۲- بدست آوردن فرایندهای مورد نیاز سیستم: در این مرحله باید فرایندهای مورد نیاز برای توسعه سیستم و سازماندهی مذکور ارائه شود. هر یک از فرایندها تفضیل شده و برای هر یک پیشنهاداتی ارائه شود.


[۱] Rational Unified Process (RUP)

خرید فایل