质量效用树是软件架构评估中的一种重要工具，它有助于系统地分析和评估软件架构在满足各种质量属性方面的表现。以下是关于质量效用树的详细介绍：

一、定义与作用

质量效用树是一种以树形结构来表示软件质量属性及其相关效用的模型。它将软件的质量目标分解为可度量、可评估的子目标，通过对这些子目标的分析来全面评估软件架构的质量。其作用主要包括：

• 明确质量目标：帮助评估人员清晰地了解软件系统所需达到的各种质量属性，如性能、可靠性、可用性、安全性等，并将这些抽象的目标细化为具体的、可操作的评估指标。
• 指导评估过程：为软件架构评估提供了一个结构化的框架，使得评估过程更加系统、全面，避免遗漏重要的质量因素。
• 促进沟通与理解：质量效用树以直观的树形结构展示质量属性和效用之间的关系，便于项目团队成员、利益相关者之间就软件质量问题进行沟通和交流，达成共识。

二、构建步骤

1. 确定质量属性：首先需要明确软件系统关注的主要质量属性。常见的质量属性包括性能、可靠性、可用性、安全性、可维护性、可扩展性等。这些质量属性是根据软件系统的业务需求和特点来确定的。
2. 分解质量属性：将每个质量属性进一步分解为更具体的子属性或效用。例如，性能可以分解为响应时间、吞吐量、资源利用率等；可靠性可以分解为容错性、故障恢复时间、错误率等。这些子属性应该是可度量、可评估的，以便于后续的分析和评估。
3. 建立树形结构：以质量属性为根节点，将其分解后的子属性作为子节点，逐步构建树形结构。每个子节点可以继续分解为更细粒度的子节点，直到达到足够具体和可操作的程度。在构建树形结构时，需要注意子属性之间的逻辑关系，确保层次清晰、结构合理。
4. 定义效用度量：为每个子属性定义相应的效用度量方法或指标。效用度量可以是定量的，如具体的数值、百分比等；也可以是定性的，如高、中、低等级别。通过明确效用度量，可以对软件架构在每个质量子属性上的表现进行客观的评估和比较。
5. 确定权重：根据软件系统的业务需求和质量目标的重要性，为每个质量属性和子属性分配相应的权重。权重反映了不同质量因素在整体软件质量中的相对重要程度。确定权重的方法可以采用专家评估、层次分析法等多种方式，以确保权重的合理性和客观性。

三、示例

以下是一个简单的质量效用树示例，以一个在线购物系统为例：

1.性能

• 响应时间：用户操作后系统做出响应的时间，目标是在高并发情况下，90% 的操作响应时间不超过 2 秒。
• 吞吐量：系统每秒能够处理的交易数量，预计在峰值时期达到每秒 1000 笔交易。

2.可靠性

• 容错性：系统在部分组件出现故障时能够继续提供服务的能力，要求能够容忍服务器硬件故障、网络故障等常见故障，并在故障发生后自动进行恢复。
• 错误率：系统出现错误的频率，目标是将错误率控制在每百万次交易不超过 1 次。
• 可用性
  • 系统停机时间：系统因维护、故障等原因导致无法提供服务的时间，要求每年的停机时间不超过 24 小时。
  • 可访问性：用户能够成功访问系统的概率，目标是在任何时候都保持 99.9% 以上的可访问性。

3.安全性

• 数据加密：对用户敏感信息如密码、支付信息等进行加密处理，采用高级加密标准（AES）等加密算法。
• 用户认证与授权：确保只有授权用户能够访问系统的相应功能和数据，采用基于角色的访问控制（RBAC）模型。

通过构建质量效用树，可以对在线购物系统的软件架构进行全面的评估，检查其是否满足各项质量属性的要求，并针对存在的问题进行改进和优化。