質量效用樹是軟件架構評估中的一種重要工具，它有助于系統地分析和評估軟件架構在滿足各種質量屬性方面的表現。以下是關于質量效用樹的詳細介紹：

一、定義與作用

質量效用樹是一種以樹形結構來表示軟件質量屬性及其相關效用的模型。它將軟件的質量目標分解為可度量、可評估的子目標，通過對這些子目標的分析來全面評估軟件架構的質量。其作用主要包括：

• 明確質量目標：幫助評估人員清晰地了解軟件系統所需達到的各種質量屬性，如性能、可靠性、可用性、安全性等，并將這些抽象的目標細化為具體的、可操作的評估指標。
• 指導評估過程：為軟件架構評估提供了一個結構化的框架，使得評估過程更加系統、全面，避免遺漏重要的質量因素。
• 促進溝通與理解：質量效用樹以直觀的樹形結構展示質量屬性和效用之間的關系，便于項目團隊成員、利益相關者之間就軟件質量問題進行溝通和交流，達成共識。

二、構建步驟

1. 確定質量屬性：首先需要明確軟件系統關注的主要質量屬性。常見的質量屬性包括性能、可靠性、可用性、安全性、可維護性、可擴展性等。這些質量屬性是根據軟件系統的業務需求和特點來確定的。
2. 分解質量屬性：將每個質量屬性進一步分解為更具體的子屬性或效用。例如，性能可以分解為響應時間、吞吐量、資源利用率等；可靠性可以分解為容錯性、故障恢復時間、錯誤率等。這些子屬性應該是可度量、可評估的，以便于后續的分析和評估。
3. 建立樹形結構：以質量屬性為根節點，將其分解后的子屬性作為子節點，逐步構建樹形結構。每個子節點可以繼續分解為更細粒度的子節點，直到達到足夠具體和可操作的程度。在構建樹形結構時，需要注意子屬性之間的邏輯關系，確保層次清晰、結構合理。
4. 定義效用度量：為每個子屬性定義相應的效用度量方法或指標。效用度量可以是定量的，如具體的數值、百分比等；也可以是定性的，如高、中、低等級別。通過明確效用度量，可以對軟件架構在每個質量子屬性上的表現進行客觀的評估和比較。
5. 確定權重：根據軟件系統的業務需求和質量目標的重要性，為每個質量屬性和子屬性分配相應的權重。權重反映了不同質量因素在整體軟件質量中的相對重要程度。確定權重的方法可以采用專家評估、層次分析法等多種方式，以確保權重的合理性和客觀性。

三、示例

以下是一個簡單的質量效用樹示例，以一個在線購物系統為例：

1.性能

• 響應時間：用戶操作后系統做出響應的時間，目標是在高并發情況下，90% 的操作響應時間不超過 2 秒。
• 吞吐量：系統每秒能夠處理的交易數量，預計在峰值時期達到每秒 1000 筆交易。

2.可靠性

• 容錯性：系統在部分組件出現故障時能夠繼續提供服務的能力，要求能夠容忍服務器硬件故障、網絡故障等常見故障，并在故障發生后自動進行恢復。
• 錯誤率：系統出現錯誤的頻率，目標是將錯誤率控制在每百萬次交易不超過 1 次。
• 可用性
  • 系統停機時間：系統因維護、故障等原因導致無法提供服務的時間，要求每年的停機時間不超過 24 小時。
  • 可訪問性：用戶能夠成功訪問系統的概率，目標是在任何時候都保持 99.9% 以上的可訪問性。

3.安全性

• 數據加密：對用戶敏感信息如密碼、支付信息等進行加密處理，采用高級加密標準（AES）等加密算法。
• 用戶認證與授權：確保只有授權用戶能夠訪問系統的相應功能和數據，采用基于角色的訪問控制（RBAC）模型。

通過構建質量效用樹，可以對在線購物系統的軟件架構進行全面的評估，檢查其是否滿足各項質量屬性的要求，并針對存在的問題進行改進和優化。