软件构造第一章第二节 软件开发的质量属性
上一节告诉我们不同视角下“软件构造的结果”分别是什么，在这一节我们要清楚“什么样的结果”算好的。这一章我们介绍了内部、外部的若干质量属性，其中 可理解性(第四章)、可复用性(第五章)、可维护性(第六章)、健壮性(第七章)、性能(第八章)是五个关键质量目标。
Outline
- 软件系统的质量属性
- 外部与内部质量因素
- 重要的外部质量因素
- 质量因素之间的权衡
- 软件构建的五个关键质量目标
- 了解有哪些质量目标
- 违反有什么后果
- 每种质量因素需要研究的施工技术
Notes
【外部和内部质量属性】
- 外部质量属性是指正确性、外观、速度等影响客户的属性
- 内部属性是指易于理解、可读性等影响开发人员和软件自身的属性
- 二者关系：外部受内部制约
# 外部质量属性
【正确性】
- 在规格说明书描述范围之内满足正确性
- 保证正确性的技术
- 有限制的正确：只保证自己层面正确，假设调用的都是正确的
- 测试与调试
- 防御性编程
- 形式化编程（采用很多数学技术）
【健壮性】
- 碰到异常情况进行适当的响应
- 出现规格说明书说明之外的情况由健壮性处理
- 响应异常情况
- 给出错误提示
- 正常退出或降级
【可扩展性】
- 软件产品适应规格变化的容易程度
- 传统方法通过固化需求（瀑布模型）进行编程
- 两个基本策略
- 设计简洁
- 离散化：低耦合
【可复用性】
- 软件模块能否被其他程序很方便地使用
- 例子：开发备注、封装
【兼容性】
- 能够与其他人员进行交互
- 跨平台、跨软件
- 实现方法：一致性和标准化（一致的方法和标准）
- 标准文件格式
- 标准数据结构
- 标准用户接口
- 最通用：标准协议
【效率】
- 程序运行中对CPU、硬盘的占用带宽；
- 实现效率是不能牺牲正确性，要再多指标之间权衡
- 实现方法：
- 好的算法
- I/O技术
- 内存管理
- 功能问题都可以加一层抽象进行处理；性能问题都可以去掉一层抽象来解决
【可移植性】
- 是否容易由一个环境转移到另一个环境
- 由于访问OS本地类库、插件等问题导致的移植后无法正常运行
【应用性】
- 用户是否容易使用，不影响专业人员的使用情况下，方便初学者
- 方法：
- 结构清晰的设置
- UI设计：理解用户需求
【功能性】
- 蠕变特征（不好的现象：开发者开发越来越多的功能，造成程序的复杂和不灵活）
- 原则：在保证整体质量不降低的情况下进行更新
- 策略：增量式模型
【及时性】
- 在规定时间内完成：时间效率高
【其他质量特性】
- 可验证性：如管理系统的效果难以验证
- 完整性：不会被非法访问干扰修改，防止数据不一致（如使用private）
- 可修改性
- 资金
# 内部质量属性
- 从LOC（line of code）到圈复杂度：用来衡量一个模型判定结构的复杂程序
- 耦合度和内聚度
- 代码是否可读、可理解、简洁
- 完整性
- 大小
【均衡决策】
- 完整性与易用性冲突
- 经济性与功能性冲突
- 性能与可复用、可移植性冲突
- 及时性与可延展性冲突
以效率为导向，以正确性为最重要
【OOP如何保障质量属性（一些技术，在后续博客中会有所涉及）】
#五个关键的质量属性
- easy to understand
- ready for change
- cheap for develop
- safe from bugs
- efficient to run
【可理解性】
- 在构建时
- 代码层要注意（函数规约）
- 变量 / 子程序 / 语句 的命名与构造标准
- 代码布局与风格
- 注释
- 复杂度
- 组件层要注意构件和项目的可理解性
- 包的组织
- 文件的组织
- 命名空间
- 在时段中，代码层注意重构
- 代码层要注意（函数规约）
- 在运行时，代码层注意跟踪日志
【可复用性】
- 构建时
- 代码层应注意
- ADT / OOP
- 接口与实现分离
- 继承 / 重载 / 重写
- 组合 / 代理
- 多态
- 自类型与泛型编程
- OO设计模式
- 组件层注意
- API接口设计
- 类库
- 框架
- 代码层应注意
【可维护性与适用性】
- 构建时（面对需求的改变，能否做出及时的调整）
【健壮性】
- Code level-build time-Moment
- 错误处理
- 异常处理
- 断言
- 防御型编程
- 测试优先编程
- Component level-buildtime-period
- 单元测试
- 集成测试
- Build time-period
- 回归测试
- run time-moment
- 测试转储
- run time-period
- 跟踪日志
【性能】
- 构建时，使用指定的设计模式
- 运行时
- 在代码层次
- 通过内存管理考虑空间复杂度
- 通过算法性能计算时间复杂度
- 利用代码调优生成更高效的目标代码
- 在时段内进行性能分析和调整
- 在组件层次
- 采用分布式系统
- 编写多线程的并行程序
- 在代码层次